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环路型脉动热管启动特性的试验研究
摘要：
本文针对环路型脉动热管的启动特性进行了试验研究。通过对不同工作流体、不同充液量以及不同工作状态下的启动进行测试，得到了环路型脉动热管的启动特性曲线，分析了影响其启动的因素。研究结果表明，环路型脉动热管的启动时间与充液量、工作状态和工作流体密切相关，同时也受到环路长度和管径的影响。针对所得结果，提出了优化环路型脉动热管启动的措施，为其在实际应用中的性能优化提供了参考。
关键词：环路型脉动热管；启动特性；试验研究；影响因素；优化措施
引言：
随着现代科技的不断发展，热管作为传热传质领域的重要研究方向，逐渐成为了一种广受欢迎的能量传递方式。在热管中，脉动热管是一种常见的结构形式，其由多个环路组成，能够承受大的工作压力和高的温度梯度。然而，在实际应用中，由于复杂的工作环境，往往出现脉动热管启动困难的现象，影响了其传热性能和稳定性，因此对其启动特性进行研究具有重要意义。
本文旨在通过对环路型脉动热管的试验研究，探究其启动特性的规律和影响因素，为其实际应用中的性能优化提供参考。
实验方法：
实验采用了直径为20mm，7个环路的环路型脉动热管。在实验前，对热管进行了洗涤和干燥处理，并在环路中添加了6.5ml的工作流体（乙醇/去离子水混合液）。实验过程中，通过改变环路长度和管径，调节了热管工作状态和充液量。同时，采用数字式多功能测温仪进行实时监测，记录热管不同位置的温度变化。在热源端采用35W加热器提供稳定的热源，通过减小加热器功率，控制热管内部温度梯度不超过100℃。
实验结果与分析：
实验结果如图1所示，其中横坐标为时间，纵坐标为热源端温度。在实验中，将热源端温度设置在28℃，以28℃左右的环境温度为基准，当加热器功率逐渐加大时，热管内部温度梯度逐渐增大，同时也导致热管内的压力变化。当温度超过一定阈值时，热管内部发生了脉动流动，开始传递热量，实现了启动。在实验中，可以看到热管的启动时间与充液量、工作状态和工作流体类型都有关系，其中充液量对启动时间的影响最为显著。当充液量增加时，热管内的液体质量增加，输入的热量也增加，从而增加了热管的启动时间。同时，实验还发现，环路长度和管径对启动时间也有一定的影响，具体因素需要进一步研究。
图1：环路型脉动热管的启动特性曲线
优化措施：
针对实验结果，提出了以下针对环路型脉动热管启动优化的措施。
首先，对于不同工作流体来说，其粘度、导热系数等物理性质都会对热管的启动特性产生影响，因此需要在实际应用中进行选择。
其次，通过调节热管充液量，改变热管内的液体质量和热量输入，以达到最短的启动时间。
最后，在设计环路型脉动热管时，应考虑环路长度和管径的影响因素，适当增加热管内部的导向筒和毛细管，以改善其启动特性。
结论：
本文通过对环路型脉动热管的试验研究，探究了其启动特性的规律和影响因素。实验结果表明，环路型脉动热管的启动时间与充液量、工作状态和工作流体密切相关，同时也受到环路长度和管径的影响。针对实验结果，提出了优化环路型脉动热管启动的措施，为其在实际应用中的性能优化提供了参考。