一种高温热管传热性能的测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种高温热管传热性能的测量装置及测量方法，测量装置温度测量机构，温度测量机构与高温热管本体连接，温度测量机构包括中空的散热管、移动组件和第一温度传感器，吸液芯对应第一温度传感器处的上下均设有开孔；移动组件用于控制第一温度传感器在高温热管本体的径向方向的测温，高温热管本体相对散热管一侧的外壁上设有第二温度传感器。通过移动组件带动第一温度传感器在高温热管的径向方向移动，测得高温热管内壁面温度，第二温度传感器可获得高温热管外壁面温度，利用圆筒导热公式可计算出准确的径向方向的热流密度，通过第一温度传感器测量获得汽

【技术实现步骤摘要】
一种高温热管传热性能的测量装置及测量方法


[0001]本专利技术涉及相变换热设备
，具体涉及一种高温热管传热性能的测量装置及测量方法。

技术介绍

[0002]热管是一种利用工质相变的非能动传热设备，其通过工质的蒸发和冷凝来传递热量并依赖毛细力等作用维持循环。热管具有结构简单、传热效率高、等温性好、非能动等特性，同时选用不同工质可适用于不同的温度范围，因而热管可广泛应用于化工、航空航天、核能等领域。
[0003]现有在测量高温热管的传热性能时只是在高温热管的轴向的外壁上设置对应的温度传感器，只能获得等效热导率，即传热量乘以传热方向长度再除以蒸发段与冷凝段之间温差所得，这只是一个整体性能的评估，无法得到高温热管的径向热阻分布。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对目前温度传感器是安装在高温热管的外壁进行测量，就算能测量到内部的温度，由于温度传感器也是位置固定的，只能测量到高温热管上内壁的温度，不能对高温热管的径向温度进行测量的问题，提供一种高温热管传热性能的测量装置及测量方法。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0006]一方面，本申请提供了一种高温热管传热性能的测量装置，包括高温热管本体和加热机构，所述高温热管本体内设有吸液芯，还包括温度测量机构，所述温度测量机构与所述高温热管本体连接，所述温度测量机构包括中空的散热管、移动组件和第一温度传感器，所述吸液芯对应所述第一温度传感器处的上下均设有开孔；所述散热管与所述本体连通，所述移动组件与所述第一温度传感器连接，用于控制所述第一温度传感器在所述高温热管本体的径向方向的测温，所述高温热管本体相对所述散热管一侧的外壁上设有第二温度传感器。
[0007]优选的，沿着所述高温热管本体轴向方向布置有多个温度测量机构，所述第一温度传感器是均匀布置的，所述第二温度传感器也是均匀布置的。
[0008]优选的，所述第一温度传感器与所述第二温度传感器一一对应。即第二温度传感器与第一温度传感器的位置相对应，这样测量得到的结果更准确。
[0009]优选的，所述第二温度传感器的数量比所述第一温度传感器的数量多。在高温热管的外壁上设置的第二温度的数量要比第一温度传感器多，相当于对高温热管的外壁进行多个点的采集，最主要的第二温度传感器的数据时与第一温度传感器对应位置处的，第二温度传感器的数量比第一温度传感器多，可以辅助分析高温热管在轴向方向的温度分布情况。
[0010]优选的，所述散热管上连接有密封结构，所述密封结构包括密封头、密封压帽和密封底座，所述密封头和所述密封底座内均设有贯穿孔，所述第一温度传感器穿过所述贯穿
孔；所述密封头与所述密封压帽连接，所述密封底座与所述密封压帽连接，所述密封头与所述密封底座之间设有密封圈，所述散热管与所述密封底座连接；所述密封头靠近所述密封底座一侧设有第一密封槽，所述密封底座靠近所述密封头的一侧设有第二密封槽，所述第一密封槽和第二密封槽的横截面均为梯形。通过在散热管的顶部安装密封结构，对高温热管进行密封，通过在密封头上设置第一密封槽，在密封底座上设置第二密封槽，且第一密封槽和第二密封槽的横截面均为梯形，将密封圈安装在第一密封槽和第二密封槽内，这样就算第一温度传感器上下移动也不会影响密封。
[0011]优选的，所述移动组件包括滑动底座、丝杆、滑台和夹块，所述丝杆安装在所述滑动底座上，所述滑台与所述丝杆滑动设置，所述滑台上连接底板，所述夹块安装在所述底板上，所述夹块上开设有夹紧凹槽和夹紧孔，所述夹紧孔与所述夹紧凹槽垂直设置。第一温度传感器卡入到夹紧凹槽内，然后通过螺栓穿过夹紧孔，调节夹紧凹槽的间隙，从而将第一温度传感器夹紧，通过滑台相对丝杆移动从而改变第一温度传感器穿入到高温热管内的径向深度。
[0012]优选的，所述高温热管本体上还连接有加热系统、气路系统和数据采集系统，所述气路系统包括真空泵、低压腔、氩气瓶、所述高温本体上连接有连接管，所述连接管与所述低压腔之间通过气管连通，所述气管上连接有压力变送器和氩气瓶，所述氩气瓶与所述气管之间连接有第一阀门，所述低压腔与所述氩气瓶之间设有第二阀门，所述真空泵与所述低压腔内设有第三阀门，所述连接管与所述气管的连接处设有第四阀门。通过真空泵对高温热管进行抽真空，然后通过氩气瓶控制高温热管内的压力，从而测量得到不同压力下的数据。低压腔可在抽真空时配合真空泵使高温热管本体尽可能接近真空，也可在用氩气瓶调压时作为缓冲区使压力更平稳。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本申请通过在高温热管的本体上连通散热管，在吸液芯上下两端均设有开孔，通过移动组件带动第一温度传感器在高温热管的径向方向移动，第一温度传感器可测得高温热管内壁面温度，而第二温度传感器可获得高温热管外壁面温度，利用圆筒导热公式可计算出准确的径向方向的热流密度，再通过第一温度传感器测量获得汽
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液温度分布，即可得到高温热管的径向热阻。现有的常规实验只能通过传热量乘以传热方向长度再除以蒸发段与冷凝段之间温差获得热导率，这样只是得到对于高温热管的整体评估，并不能得到具体的数据，无法对高温热管的蒸发段和冷凝段进行单独分析。实验过程中可对高温热管中充入不同含量的氩气，模拟高温热管运行后可能产生的不凝气体环境，测量热管内高温碱金属在径向方向的汽
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液温度分布，获得高温碱金属在不凝气体条件下蒸发、冷凝的相变换热系数，分析高温碱金属的蒸发冷凝特性及其对热管传热性能的影响。
[0014]另一方面，本申请还提供了一种高温热管传热性能的测量方法，所述测量方法采用上述所述的测量装置，包括：
[0015]S1、在吸液芯上设置开孔，将吸液芯安装到高温热管内，打开第二阀门、第三阀门和第四阀门，关闭第一阀门，对高温热管进行抽真空；将第二温度传感器安装到相应位置；
[0016]S2、关闭第二阀门和第三阀门，打开第一阀门，通过氩气瓶向高温热管内充氩气，关闭第一阀门和第四阀门；将碱金属放置到高温热管内密封；
[0017]S3、采用加热系统对高温热管的蒸发段进行加热；
[0018]S4、第一温度传感器沿着高温热管径向的方向进行移动，采集得到第一温度传感器和第二温度传感器的数据。
[0019]优选的，所述加热系统对高温热管的蒸发段以阶梯方式加热，温度每升高到一个梯度，第一温度传感器都要对高温热管本体的轴向进行全面的测量。加热系统在对其进行加热时，通过阶梯式的，即加热到一定温度后就停止加热，对当前温度下的径向分布进行测量，测量完成后再继续加热，这样往复的实验，直到温度达到预定的最高温度，这样可以对不同温度下数据进行分析。
[0020]优选的，所述步骤S1中通过压力变送器高温热管本体内压力，通过氩气瓶调节高温热管本体内的压力，重复步骤S3、S4，采集不同压力下第一温度传感器和第二温度传感器的数据；还包括步骤S5，更换吸液芯重复步骤S1至S4。通过改变高温热管本体内的压力，可以测得不同压力下的数据，以便对高温热的特性进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温热管传热性能的测量装置，包括高温热管本体(13)和加热机构(14)，所述高温热管本体(13)内设有吸液芯(15)，其特征在于，还包括温度测量机构(16)，所述温度测量机构(16)与所述高温热管本体(13)连接，所述温度测量机构(16)包括中空的散热管(8)、移动组件(18)和第一温度传感器(3)，所述吸液芯(15)对应所述第一温度传感器处的上下均设有开孔(19)；所述散热管(8)与所述本体连通，所述移动组件(18)与所述第一温度传感器(3)连接，用于控制所述第一温度传感器(3)在所述高温热管本体(13)的径向方向的测温，所述高温热管本体(13)相对所述散热管(8)一侧的外壁上设有第二温度传感器(20)。2.根据权利要求1所述的高温热管传热性能的测量装置，其特征在于，沿着所述高温热管本体(13)轴向方向布置有多个温度测量机构(16)，所述第一温度传感器是均匀布置的，所述第二温度传感器也是均匀布置的。3.根据权利要求2所述的高温热管传热性能的测量装置，其特征在于，所述第一温度传感器(3)与所述第二温度传感器(20)一一对应。4.根据权利要求3所述的高温热管传热性能的测量装置，其特征在于，所述所述第二温度传感器(20)的数量比所述第一温度传感器(3)的数量多。5.根据权利要求1所述的高温热管传热性能的测量装置，其特征在于，所述散热管(8)上连接有密封结构，所述密封结构包括密封头(4)、密封压帽(5)和密封底座(6)，所述密封头(4)和所述密封底座(6)内均设有贯穿孔，所述第一温度传感器(3)穿过所述贯穿孔；所述密封头(4)与所述密封压帽(5)连接，所述密封底座(6)与所述密封压帽(5)连接，所述密封头(4)与所述密封底座(6)之间设有密封圈(7)，所述散热管(8)与所述密封底座(6)连接；所述密封头(4)靠近所述密封底座(6)一侧设有第一密封槽，所述密封底座(6)靠近所述密封头(4)的一侧设有第二密封槽，所述第一密封槽和第二密封槽的横截面均为梯形。6.根据权利要求1所述的高温热管传热性能的测量装置，其特征在于，所述移动组件(18)包括滑动底座(9)、丝杆(10)、滑台(1)和夹块(2)，所述丝杆(10)安装在所述滑动底座(9)上，所述滑台(1)与所述丝杆(10)滑动设置，所述滑台(1)上连接有底板(17)...

【专利技术属性】
技术研发人员：马在勇，吴奇，孙皖，张卢腾，朱隆祥，潘良明，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：