[發(fā)明專利]一種軸向旋轉振蕩熱管試驗裝置及其使用方法

在審

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• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111060557A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設計）人: 傅玉燦;錢寧;游國慶;徐九華;姜帆;李萬杰
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;G01N21/84
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 張明浩

本發(fā)明涉及一種軸向旋轉振蕩熱管試驗裝置及其使用方法，軸向旋轉振蕩熱管試驗裝置將軸向旋轉振蕩熱管安裝在可以調速的旋轉機構上即可在不同旋轉速度下，利用熱電偶對所述振蕩熱管蒸發(fā)段，冷凝段和絕熱段溫度進行測量和采集，同時可對所述振蕩熱管內部氣液兩相流動進行拍攝和記錄，來研究所述振蕩熱管在所述轉速下的傳熱性能和啟動性能，并借助所述氣液兩相流動狀態(tài)揭示轉速對所述軸向旋轉振蕩傳熱機制和啟動機理的影響規(guī)律。此外所述軸線旋轉振蕩熱管可采用透明材質板式或者透明材質管式振蕩熱管，且內部流道的水力直徑和界面形狀可變，以研究不同幾何特征下旋轉振蕩熱管的傳熱性能等。本發(fā)明還具備操作簡便，節(jié)約資源，成本低的優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及振蕩熱管的技術領域，具體而言，涉及一種軸向旋轉振蕩熱管試驗裝置及其使用方法。

背景技術

振蕩熱管是一種新型熱管，可由毛細管彎折而成，結構簡單且無需吸液芯。振蕩熱管與傳統(tǒng)熱管一樣，在傳熱的過程中，分為三個部分，熱量輸入的蒸發(fā)段，絕熱段，熱量輸出的冷凝段。而結構是由單通道折彎成蛇形多彎頭循環(huán)通道。當蒸發(fā)段輸入熱量時，局部工質蒸發(fā)形成冷熱端的溫度差和壓力差，從而驅動氣泡和液塞微觀局部振蕩和宏觀單向循環(huán)流動。振蕩熱管具有體積小、結構簡單、成本低；傳熱性能好；適應性好等優(yōu)點。在熱管理中具有巨大的應用潛力。

針對高效磨削過程中，產生的極大熱量積聚在磨削弧區(qū)導致工件表面燒傷問題，已有人提出將振蕩熱管技術運用到砂輪中，利用其高導熱性來強化弧區(qū)換熱。而目前對于振蕩熱管的應用基本上處在靜態(tài)條件下例如電池等電子器件當中，而對于例如砂輪磨削加工中的高轉速下的強化換熱應用之前，需要對旋轉條件下振蕩熱管的傳熱性能和振蕩熱管在此工況下的啟動性能進行充分研究，分析不同轉速、不同物理及操作參數對其傳熱性能和啟動性能影響規(guī)律。需要一種試驗平臺實現以上功能并提供在此平臺上的研究方法。

發(fā)明內容

針對上述問題，本發(fā)明的目的是針對背景技術提出的問題，提供一種能將振蕩熱管進行軸向旋轉，并且可對不同軸向旋轉速度、不同工質、不同蒸發(fā)端熱流密度等參數進行試驗同時拍攝該振蕩熱管內部工質的運動狀態(tài)，通過測量的溫度和拍攝的工質運動慢動作視頻分析這些參數對于旋轉振蕩熱管傳熱性能和啟動性能的影響規(guī)律和作用機理的軸向旋轉振蕩熱管試驗裝置及其使用方法。

為實現上述技術目的，本發(fā)明采取的技術方案為：

一種軸向旋轉振蕩熱管試驗裝置，其中：包括旋轉裝置本體、旋轉架、高速攝影裝置、加熱裝置以及數據采集裝置，旋轉裝置本體上安裝有電機及傳動調速裝置，電機及傳動調速裝置的電機軸與旋轉架傳動連接，能帶動旋轉架按預定速度轉動，旋轉架包括振蕩熱管固定端和攝影裝置固定端，振蕩熱管固定在振蕩熱管固定端上，高速攝影裝置固定在攝影裝置固定端上，旋轉架轉動時，能使振蕩熱管繞電機軸所在直線為軸心偏心轉動，振蕩熱管由透明材料制作，高速攝影裝置的攝像頭正對著振蕩熱管，能拍攝到振蕩熱管內部工質運動的流形和運動狀態(tài)，加熱裝置包括電源和電阻絲，電源與電阻絲連接，電源能控制電阻絲的加熱功率，電阻絲與振蕩熱管的蒸發(fā)段接觸配合，用于對振蕩熱管的蒸發(fā)段加熱，數據采集裝置包括信息采集和處理器以及熱電偶，信息采集和處理器與熱電偶連接，熱電偶連接在振蕩熱管的蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段，并以一定采樣頻率測量和采集振蕩熱管蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段溫度，將溫度信號傳遞至信息采集和處理器，高速攝影裝置能與信息采集和處理器連接，將采集的視頻信號傳輸至信息采集和處理器。

為優(yōu)化上述技術方案，采取的具體措施還包括：

上述的軸向旋轉振蕩熱管試驗裝置還設置有若干組電刷和導電滑環(huán)，電刷和導電滑環(huán)二者一個固定在旋轉裝置本體上，一個固定在旋轉架上，相應的電刷和導電滑環(huán)滑動接觸配合，電源通過一組電刷和導電滑環(huán)與電阻絲連接，信息采集和處理器通過另一組電刷和導電滑環(huán)與熱電偶連接。

上述的振蕩熱管為平板式振蕩熱管或管式振蕩熱管。