[發明專利]旋轉熱管性能檢測裝置

無效

• 申請號: 201210159334.4
• 申請日: 2012-05-22
• 公開（公告）號: CN102661973A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 馬可;張靜輝
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 常州市科誼專利代理事務所 32225
• 代理人: 孫彬

技術領域

本發明涉及一種旋轉熱管性能檢測裝置，具體地說，涉及一種適用于檢測旋轉熱管傳熱性能的檢測裝置。

背景技術

熱管是一種高效傳熱元件，它可將大量熱量通過其很小的截面積，遠距離地傳輸而無需外加動力，因此其應用范圍十分廣泛。旋轉熱管是一種利用離心力取代普通熱管的毛細力驅使工作流體從冷凝段向蒸發段回流的特殊熱管，典型的旋轉熱管的換熱原理如圖1所示，管殼內部是一個錐角為α的錐形工作腔，當旋轉熱管以轉速ω旋轉時，在半徑r處產生沿管壁的離心力分量ω²rsinα?和垂直于管壁的離心力分量ω²rcosα，蒸發段受熱時，熱量通過管殼進入工作腔，引起工作流體的蒸發形成蒸汽，蒸汽在壓差作用下通過絕熱段向冷凝段流動，在冷凝段釋放熱量重新凝結為工作流體，在離心力分量ω2rsinα驅動下回流至蒸發段。旋轉熱管不存在普通熱管的毛細極限，聲速極限與普通熱管相似，而且其蒸汽空間較大，一般不易出現聲速極限和攜帶極限。旋轉熱管在航空發動機渦輪盤散熱、電機主軸散熱以及刀具散熱（如鉆頭）等高速旋轉工況下有廣泛的應用。由于熱管制作工藝涉及抽真空、注液、密封等多個環節，其中任何一個環節出現問題都對熱管傳熱性能有很大影響，因此熱管在使用之前，要對其進行檢測，以判定其是否具備良好的傳熱性能。普通熱管處于靜態換熱場合，其檢測較為方便。而旋轉熱管只有在高速旋轉時才形成真正的傳熱循環，在這種狀態下進行檢測要困難得多。因此，設計研制能夠在高速旋轉狀態下檢測旋轉熱管傳熱性能的裝置，是十分必要的。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種結構簡單并能快速簡便地檢測在高速旋轉狀態下的旋轉熱管的傳熱性能的旋轉熱管性能檢測裝置。

實現本發明目的的技術方案是：一種旋轉熱管性能檢測裝置，它包括計算機和信號采集卡以及均沿旋轉熱管軸向分布并可與旋轉熱管管殼接觸的銅導線和若干電熱絲，計算機通過數據線與信號采集卡相連接，每根電熱絲和銅導線通過旋轉熱管管殼形成一回路，在電熱絲和銅導線與旋轉熱管管殼接觸的一端固定有支撐裝置，銅導線7和電熱絲的另一端分別與信號采集卡相連接。

進一步，所述的支撐裝置由支架、底座和若干彈簧片組成，支架的下端與底座固定連接，支架與若干彈簧片固定連接，所述的銅導線和電熱絲分別固定在相對應的彈簧片上。

更進一步，所述的電熱絲為鎳鉻絲。?

采用了上述技術方案后，旋轉熱管工作時，其內部的蒸汽處于飽和狀態，而蒸汽的溫度在一定的飽和蒸汽壓下也是確定的，因此旋轉熱管管內各處的蒸汽溫度差別非常小，即可以認為旋轉熱管工作腔內各個空間位置的溫度是相等的，由于旋轉熱管的高密閉性和高轉速，直接測量旋轉熱管內部的溫度是比較困難的，采用測量旋轉熱管不同點的管殼溫度來進行間接測量，不同點的溫度之差越小，說明旋轉熱管傳熱性能越好，旋轉熱管工作時，沿旋轉熱管軸向均布的若干根電熱絲將旋轉熱管不同點的管殼熱電勢信號傳遞給信號采集卡，信號采集卡將這些熱電勢信號轉換為數據并傳遞給計算機，通過在計算機上的溫度測量軟件進行分析處理，得到不同坐標處的溫度，然后通過不同位置處的溫度之差，來評價旋轉熱管的等溫性，從而達到檢測旋轉熱管傳熱性能的目的；電熱絲采用鎳鉻絲，鎳鉻絲具有較高的電阻率，表面抗氧化性好，能夠承受的溫度級別高，在高溫下有較高的強度，使得旋轉熱管在旋轉時，電熱絲不會由于長時間的高溫而斷裂，影響檢測效果。

附圖說明

圖1為旋轉熱管的換熱原理圖；

圖2為本發明的旋轉熱管性能檢測裝置的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，

如圖2所示，一種旋轉熱管性能檢測裝置，它包括計算機9和信號采集卡10以及均沿旋轉熱管2軸向分布并可與旋轉熱管2管殼接觸的銅導線7和若干電熱絲8，計算機9通過數據線11與信號采集卡10相連接，每根電熱絲8和銅導線7通過旋轉熱管2管殼形成一回路，在電熱絲8和銅導線7與旋轉熱管2管殼接觸的一端固定有支撐裝置，銅導線7和電熱絲8的另一端分別與信號采集卡10相連接。

支撐裝置由支架5、底座6和若干彈簧片4組成，支架5的下端與底座6固定連接，支架5與若干彈簧片4固定連接，所述的銅導線7和電熱絲8分別固定在相對應的彈簧片4上。

電熱絲8為鎳鉻絲。?

本發明的工作原理如下：