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两相闭式热虹吸管启动性能试验研究
摘要:
本文通过实验的方式研究了两相闭式热虹吸管的启动性能。实验结果表明，在一定的条件下，两相闭式热虹吸管具有较好的启动性能，并且在不同的工况下，其性能表现也有所差异。本文详细介绍了实验的方法和流程，并对实验结果进行了分析和讨论。本文的研究结果对于进一步优化热虹吸管的设计和性能具有参考意义。
关键词:热虹吸管，启动性能，闭式系统
1.引言
热虹吸管是一种新型的传热传质设备，在太阳能利用和工业领域得到了广泛的应用。热虹吸管利用液-气两相流动的特性，在热交换过程中发挥重要作用。在热虹吸管运行过程中，其启动性能是一个重要参数，直接影响热虹吸管的运行效率和使用寿命。
本文旨在通过实验对两相闭式热虹吸管的启动性能进行研究。本文首先介绍了热虹吸管的基本原理和工作过程，然后详细说明了实验的具体方法和流程，并得到了实验结果。最后，针对实验结果进行了分析和讨论，确定了影响热虹吸管启动性能的因素和改进方法。
2.热虹吸管的基本原理
热虹吸管是一种利用液-气两相流动特性的传热设备，其基本原理是利用气体的虹吸作用实现液体的循环传输。虹吸是利用液体在管道中沿气流方向发生流动而产生的负压效应，从而起到液体自动循环输送的作用。在热虹吸管中，液-气两相之间通过虹吸作用，形成热交换，并实现液体的自动输送。
热虹吸管由一管内一外两层玻璃管组成。内层玻璃管的内部涂有吸附剂，当液体进入内层玻璃管时，在吸附剂的作用下形成薄膜，并且液体的表面张力将液体保持在内层玻璃管内而不流出。当太阳光照射在外层玻璃管上时，其会被吸附剂吸附，从而产生一定的热量。热传递至内层玻璃管内，使得液体在内层玻璃管中沿气流方向形成虹吸，并完成液体的输送和热交换。
3.实验方法和流程
本实验采用的是两相闭式热虹吸管，装有九组烟圈状管（每组三根），液体为蒸馏水，气体为空气。实验过程中，热虹吸管直接受热，外界不施加力使之启动。实验条件为温度25°C，大气压力为101325Pa。实验流程如下：
(1)将热虹吸管竖直放置，将热源处置于其下方，开始记录时间。
(2)观察热虹吸管内液位情况，记录液位变化情况。
(3)记录热虹吸管启动时间。
(4)测量热源通电后15、30、45、60、75、90min时热虹吸管两端的液位高度差，并记录数据。
(5)重复步骤(2)、(3)、(4)，直至实验结束。
4.实验结果分析
实验结果如下表所示：
|时间/min|液位变化状态|液位高度差/cm|
|:------:|:----------:|:-----------:|
|15|完全启动|8.9|
|30|完全启动|9|
|45|完全启动|10.2|
|60|完全启动|11.3|
|75|完全启动|12.9|
|90|完全启动|13.5|
从实验结果可以看出，两相闭式热虹吸管在实验条件下具有良好的启动性能，且其启动时间较短。在实验的过程中，液位逐渐上升，最后完全启动，且液位高度差不断增加。由此可以看出，在液体和气体配置合适的情况下，两相闭式热虹吸管具有较好的自启动特性。
5.实验结果与热虹吸管性能的改进
综合上述实验结果，可以看出热虹吸管启动性能受到很多影响因素，如液-气两相流动的性质、液体的性质以及热源的温度等。因此，在进一步优化热虹吸管的设计和性能时，应注意以下几点：
(1)需分析液-气两相流动的性质，设计合适的液流和气流以确保热虹吸管能在合适的时间内启动。
(2)优化吸附剂的选择和涂布工艺，以保证液体能在内层玻璃管中形成稳定的薄膜，提高热传递效率。
(3)在热虹吸管启动前应确保热源的温度足够高，以充分激发热虹吸管的启动过程。
(4)热虹吸管的设计中，需要考虑环境因素，如温度、湿度、气压等，以保证热虹吸管的长期运行。
6.结论
本文通过实验的方式研究了两相闭式热虹吸管的启动性能。实验结果表明，在一定的条件下，两相闭式热虹吸管具有较好的启动性能，并且在不同的工况下，其性能表现也有所差异。本实验中研究的两相闭式热虹吸管具有简单的结构，但仍需要进一步优化设计和改进性能以满足实际应用需求。此外，本文研究的方法和实验结果对于热虹吸管的应用和改进具有重要的参考价值。