中国空间科学技术 Jun.252019voL.39No.3 服困难,开展了大量的研究,取得了初步的成果, 这些研究可总结归纳为如下几个方面 1.2工质物性参数及充装量的影响 高温热管是依靠内部工质的不断蒸发和冷 1.1放置倾角的影响 凝来实现高效传热的,不同工质的高温热管具有 于萍[等通过试验研究了高温热管的启动不同的工作温度区间,采用不同工质也会影响到 性能,结果表明放置倾角对高温热管的启动特性高温热管壳体材料的选择,工质的选择对高温热 有着明显的影响:水平放置启动时,绝热段岀现管的性能和制造过程都有着重要的影响。捷曼 温升速度“滞后”的现象,而倾斜放置启动时,没尔MG.等[10采用室温下呈液态的钠钾合金作 有出现这种现象。丁莉等[对特定结构的高温为工质制作高温热管,并通过试验研究了其启动 热管进行了试验研究,考察了放置倾角对高温热特性、等温性及传热性能,结果表明:钠钾热管与 管启动性能的影响,结果显示输入功率越大,高钾热管相比,两者的启动特性、等温性能基本一 温热管的启动时间越短,热管放置倾角对启动性致,但钠钾热管的传热性能更好一些;与钠热管 能影响不大,倾斜角度从ω°增加到90°,热管蒸相比,钠钾合金热管的启动性能更佳。不同工质 气流动转变温度相同,启动时间相同,平衡温度具有不同的物性参数,从而具有不同的品质因 也相同。牛涛等[设计并制备了钠工质、高温数,因而不同工质的高温热管的启动特性和传热 合金管壳的丝网型高温热管,测试并分析了在辐性能必然是有差异的。在宽温区、复杂交变高热 射和自然对流散热条件下不同加热功率和不同密度热负荷条件下,工质物性参数是否对高温热 倾角对热管启动特性和稳态工作后等温性能的管冷冻启动和耦合传热性能产生更大的影响? 影响。结果表明:钠高温热管在不同倾角下都可这也有待开展进一步的研究才能探明 顺利启动,而且随着加热功率的增加,钠高温热 工质充装量对高温热管启动和传热性能也 管启动时间缩短,但倾角对启动时间影响不大,有着较大的影响,工质充装量若过少,则会导致 在倒置45°和倒置90°倾角时,在较大功率下热蒸发段的工质全部蒸发完后,液态工质不能及时 管的蒸发段出现温度激增现象,并认为这是由于回流和补充,从而发生蒸干现象,最终导致高温 丝网吸液芯毛细力不足导致蒸发段出现工质干热管运行失效;工质充装量若过多,除了给系统 涸造成的。郭青等[通过试验研究了放置倾角增加了多余的质量,过量的工质还可能会积聚在 对钠钾合金热管启动特性的影响,结果表明倾角冷凝段末端,形成液体塞,阻塞这部分冷凝段使 的增加(在0°~50°的范围内)不仅使冷凝段温度其不能工作,从而影响整体的性能。不同尺寸大 上升,而且有利于热管的启动。卫光仁等[对小的热管所需要的工质充装量自然是不一样的 种干道式高温热管的传热性能进行了试验研研究时一般将其无量纲化为工质充装率,即工质 究,结果表明热管蒸发段向下倾斜或蒸发段向上充装体积量与热管内的蒸发器容积的比率 倾斜时,传热极限数据与水平放置时基本相同, 最佳的工质充装率一直是国内外高温热管 并认为在士10°范围内重力对传热极限无影响。相关研究人员探索的热点。Boo等[以热管的 沈妍等[1对高温热管在交变功率下的传热性能等效导热系数、最大传热温差等性能作为评价依 进行了试验研究,结果表明:高温热管在恒定加据,研究了工质充装量对不锈钢-钠热管传热性 热功率下启动,以及在平均功率与之相等的周期能的影响,结果表明:对于试验所用的特定参数 交变功率下启动,两者的启动时间和启动温度是的高温热管,最佳的工质充装率为蒸发器容积的 基本相等的;另外,该高温热管在0°和45°倾角32%。邓代英等[2对以钠为工质的热管的启动 和交变功率下运行,0°倾角的情况较45°倾角的性能进行了研究,结果表明:工质充装量在10~ 情况均温性更好。上述δ项研究得出的结论是25g的范围内,工质充装量越少,热管启动所需 有分歧的,也就是放置倾角对高温热管启动性能的时间就越短。赵蔚琳等[2对不同工质充装 到底有什么样的影响,具体的影响规律还没有得量的钠热管进行了试验研究,结果表明钠热管 到充分的认识 内工质充装量过多或过少都将影响热管启动３２ 中国空间科学技术 Jun􀆰２５ ２０１９ Vol􀆰３９ No􀆰３ 服困难,开展了大量的研究,取得了初步的成果, 这些研究可总结归纳为如下几个方面. １􀆰１ 放置倾角的影响 于萍[１３]等通过试验研究了高温热管的启动 性能,结果表明放置倾角对高温热管的启动特性 有着明显的影响:水平放置启动时,绝热段出现 温升速度“滞后”的现象,而倾斜放置启动时,没 有出现这种现象.丁莉等[１４]对特定结构的高温 热管进行了试验研究,考察了放置倾角对高温热 管启动性能的影响,结果显示输入功率越大,高 温热管的启动时间越短,热管放置倾角对启动性 能影响不大,倾斜角度从０°增加到９０°,热管蒸 气流动转变温度相同,启动时间相同,平衡温度 也相同.牛涛等[１５]设计并制备了钠工质、高温 合金管壳的丝网型高温热管,测试并分析了在辐 射和自然对流散热条件下不同加热功率和不同 倾角对热管启动特性和稳态工作后等温性能的 影响.结果表明:钠高温热管在不同倾角下都可 顺利启动,而且随着加热功率的增加,钠高温热 管启动时间缩短,但倾角对启动时间影响不大, 在倒置４５°和倒置９０°倾角时,在较大功率下热 管的蒸发段出现温度激增现象,并认为这是由于 丝网吸液芯毛细力不足导致蒸发段出现工质干 涸造成的.郭青等[１６]通过试验研究了放置倾角 对钠钾合金热管启动特性的影响,结果表明倾角 的增加(在０°~５０°的范围内)不仅使冷凝段温度 上升,而且有利于热管的启动.卫光仁等[１７]对 一种干道式高温热管的传热性能进行了试验研 究,结果表明热管蒸发段向下倾斜或蒸发段向上 倾斜时,传热极限数据与水平放置时基本相同, 并认为在±１０°范围内重力对传热极限无影响. 沈妍等[１８]对高温热管在交变功率下的传热性能 进行了试验研究,结果表明:高温热管在恒定加 热功率下启动,以及在平均功率与之相等的周期 交变功率下启动,两者的启动时间和启动温度是 基本相等的;另外,该高温热管在０°和４５°倾角 和交变功率下运行,０°倾角的情况较４５°倾角的 情况均温性更好.上述６项研究得出的结论是 有分歧的,也就是放置倾角对高温热管启动性能 到底有什么样的影响,具体的影响规律还没有得 到充分的认识. １􀆰２ 工质物性参数及充装量的影响 高温热管是依靠内部工质的不断蒸发和冷 凝来实现高效传热的,不同工质的高温热管具有 不同的工作温度区间,采用不同工质也会影响到 高温热管壳体材料的选择,工质的选择对高温热 管的性能和制造过程都有着重要的影响.捷曼 尔 M．G．等[１９]采用室温下呈液态的钠钾合金作 为工质制作高温热管,并通过试验研究了其启动 特性、等温性及传热性能,结果表明:钠钾热管与 钾热管相比,两者的启动特性、等温性能基本一 致,但钠钾热管的传热性能更好一些;与钠热管 相比,钠钾合金热管的启动性能更佳.不同工质 具有不同的物性参数,从而具有不同的品质因 数,因而不同工质的高温热管的启动特性和传热 性能必然是有差异的.在宽温区、复杂交变高热 密度热负荷条件下,工质物性参数是否对高温热 管冷冻启动和耦合传热性能产生更大的影响? 这也有待开展进一步的研究才能探明. 工质充装量对高温热管启动和传热性能也 有着较大的影响,工质充装量若过少,则会导致 蒸发段的工质全部蒸发完后,液态工质不能及时 回流和补充,从而发生蒸干现象,最终导致高温 热管运行失效;工质充装量若过多,除了给系统 增加了多余的质量,过量的工质还可能会积聚在 冷凝段末端,形成液体塞,阻塞这部分冷凝段使 其不能工作,从而影响整体的性能.不同尺寸大 小的热管所需要的工质充装量自然是不一样的, 研究时一般将其无量纲化为工质充装率,即工质 充装体积量与热管内的蒸发器容积的比率. 最佳的工质充装率一直是国内外高温热管 相关研究人员探索的热点.Boo等[２０]以热管的 等效导热系数、最大传热温差等性能作为评价依 据,研究了工质充装量对不锈钢Ｇ钠热管传热性 能的影响,结果表明:对于试验所用的特定参数 的高温热管,最佳的工质充装率为蒸发器容积的 ３２％.邓代英等[２１]对以钠为工质的热管的启动 性能进行了研究,结果表明:工质充装量在１０~ ２５g的范围内,工质充装量越少,热管启动所需 的时间就越短.赵 蔚 琳 等[２２]对 不 同 工 质 充 装 量的钠热管进行了试验研究,结果表明钠热管 内工质充 装 量 过 多 或 过 少 都 将 影 响 热 管 启 动