[發(fā)明專利]一種毛細(xì)芯過載試驗(yàn)裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910405723.2
• 申請(qǐng)日: 2019-05-15
• 公開（公告）號(hào): CN110146264B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張平;白玉潭;馬偉;史波;楊道國(guó);徐德好
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M13/00
• 分類號(hào): G01M13/00
• 代理公司: 南京蘇創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32273
• 代理人: 高麗

本發(fā)明公開了一種毛細(xì)芯過載試驗(yàn)裝置和方法，該裝置包括過載測(cè)試結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)盤、冷凝器和工質(zhì)容器，過載測(cè)試結(jié)構(gòu)設(shè)置在轉(zhuǎn)盤第一端，工質(zhì)容器設(shè)置在轉(zhuǎn)盤第二端，工質(zhì)容器內(nèi)設(shè)置液態(tài)工質(zhì)，工質(zhì)暫存器與工質(zhì)容器通過供液管相連，過載測(cè)試結(jié)構(gòu)設(shè)置在冷凝器內(nèi)，其中，過載測(cè)試結(jié)構(gòu)包括毛細(xì)芯、毛細(xì)芯支撐板、加熱件、工質(zhì)暫存器，毛細(xì)芯設(shè)置在毛細(xì)芯支撐板一側(cè)面，工質(zhì)暫存器均與毛細(xì)芯支撐板第一端、毛細(xì)芯第一端連接，加熱件與毛細(xì)芯支撐板第二端連接。本發(fā)明的毛細(xì)芯過載試驗(yàn)裝置和方法中，可以進(jìn)行常溫和高溫?zé)峁苊?xì)芯過載試驗(yàn)；可以直觀的觀察和測(cè)試毛細(xì)芯過載性能；測(cè)試過程完全密封的循環(huán)過程，更加接近熱管的真實(shí)運(yùn)行環(huán)境；設(shè)備簡(jiǎn)單，測(cè)試方法易掌握，測(cè)試結(jié)果直觀，因而適用性更廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于熱管技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種毛細(xì)芯過載試驗(yàn)裝置和方法。

背景技術(shù)

熱管是一種利用相變?cè)磉M(jìn)行傳熱的高效傳熱裝置，具有傳熱溫差小、傳熱性能高、遠(yuǎn)距離傳輸熱量和控溫特性良好等優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)在電子、太陽能、核能、空間飛行器等領(lǐng)域開始應(yīng)用。

熱管種類繁多，從工作溫度分為低溫?zé)峁堋⒊責(zé)峁堋⒏邷責(zé)峁芗俺邷責(zé)峁埽陙沓霈F(xiàn)了一些新型熱管，如脈動(dòng)熱管、柔性熱管等。熱管的工作原理為：在熱源和蒸發(fā)器間一定傳熱溫差的作用下，蒸發(fā)器內(nèi)液體通過蒸發(fā)變成蒸汽，即蒸發(fā)相變傳熱。蒸發(fā)帶走大量的熱，但是由于工質(zhì)汽化潛熱大，因而質(zhì)量流量小，流阻小。在微小壓差的推動(dòng)下，蒸汽沿?zé)峁苤行牧飨蚶淠鳌Ｔ诶淠骱蜔釁R間一定傳熱溫差的作用下，冷凝器內(nèi)的蒸汽凝結(jié)成液體，即冷凝相變傳熱，同時(shí)向熱匯放出大量的熱。液態(tài)工質(zhì)在毛細(xì)芯彎月面產(chǎn)生的毛細(xì)力作用下，從冷凝器回流到蒸發(fā)器，依次循環(huán)相變傳熱。

如上所述，熱管通過工質(zhì)的相變，從液態(tài)-氣態(tài)-液態(tài)的這一過程中實(shí)現(xiàn)傳熱。液態(tài)工質(zhì)的回流完全依靠毛細(xì)芯的毛細(xì)力作用，毛細(xì)力不足會(huì)直接導(dǎo)致上述循環(huán)過程中斷，導(dǎo)致熱管失效。因此，毛細(xì)芯是整個(gè)熱管的關(guān)鍵部件。

熱管的主要用途在于傳熱，有些場(chǎng)合熱管安裝在靜態(tài)設(shè)備中使用，如電子元器件的散熱、核工程中導(dǎo)熱等。但是在有些場(chǎng)合，熱管的載體設(shè)備有劇烈的運(yùn)動(dòng)，如航天飛機(jī)、超高音速飛行器、發(fā)動(dòng)機(jī)噴管等，在這些地方應(yīng)用時(shí)，熱管受到強(qiáng)烈的過載，當(dāng)這些設(shè)備的加速度超過一定的范圍，工質(zhì)所受到的體積力就會(huì)超過毛細(xì)芯的毛細(xì)力。如果體積力的方向與工質(zhì)回流的方向相同，則能極大地促進(jìn)工質(zhì)的回流，導(dǎo)致液體集中在蒸發(fā)器中，增加熱阻；若體積力與工質(zhì)回流的方向相反，則極大地阻礙了工質(zhì)的回流，導(dǎo)致熱管干涸。因此，過載對(duì)毛細(xì)芯的影響較大。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供種一種毛細(xì)芯過載試驗(yàn)裝置和方法，該測(cè)試裝置和方法不僅能實(shí)現(xiàn)可視化觀察毛細(xì)芯的過載性能，而且可以實(shí)現(xiàn)模擬真空密封的熱管內(nèi)部環(huán)境。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種毛細(xì)芯過載試驗(yàn)裝置，包括過載測(cè)試結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)盤、冷凝器和工質(zhì)容器，過載測(cè)試結(jié)構(gòu)設(shè)置在轉(zhuǎn)盤第一端，工質(zhì)容器設(shè)置在轉(zhuǎn)盤第二端，工質(zhì)容器內(nèi)設(shè)置液態(tài)工質(zhì)，工質(zhì)暫存器與工質(zhì)容器通過供液管相連，過載測(cè)試結(jié)構(gòu)設(shè)置在冷凝器內(nèi)，其中，過載測(cè)試結(jié)構(gòu)包括毛細(xì)芯、毛細(xì)芯支撐板、加熱件、工質(zhì)暫存器，毛細(xì)芯設(shè)置在毛細(xì)芯支撐板一側(cè)面，工質(zhì)暫存器均與毛細(xì)芯支撐板第一端、毛細(xì)芯第一端連接，加熱件與毛細(xì)芯支撐板第二端連接。

一種毛細(xì)芯過載試驗(yàn)方法，包括以下步驟：

步驟（1），在工質(zhì)容器中充入適量的液態(tài)工質(zhì)，通過調(diào)節(jié)供液管上的電子開關(guān)閥保持工質(zhì)容器的液面高于工質(zhì)暫存器，或者在工質(zhì)容器中充入惰性氣體，保持一定的壓力，并使電子開關(guān)閥保持關(guān)閉；

步驟（2），打開真空閥，啟動(dòng)真空泵，對(duì)冷凝器抽真空，抽真空結(jié)束后關(guān)閉真空閥和真空泵；

步驟（3），啟動(dòng)電機(jī)使得轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速達(dá)到試驗(yàn)條件；

步驟（4），加熱件通電啟動(dòng)，使加熱件加熱毛細(xì)芯支撐板，同時(shí)打開電子開關(guān)閥；