高溫熔鹽重力熱管的初步實驗研究
本文關鍵詞:高溫熔鹽重力熱管的初步實驗研究
【摘要】:重力熱管作為一種高效的傳熱元件,以其結構簡單、制造成本低、傳熱性能高等優(yōu)點,已被廣泛應用于航天、余熱回收、電子冷卻和太陽能等領域。堿金屬熱管爆管時,堿金屬工質很容易發(fā)生燃燒、甚至爆炸,會給工業(yè)過程造成不必要的經濟損失和人身傷亡事故;有機物熱管爆管時,有機物工質迅速擴散,危及人員人身健康。因此,尋找一種安全、高效、環(huán)境友好的高溫熱管傳熱工質顯得十分重要。熔鹽是一種蒸汽壓力低、無毒無味、環(huán)境友好、與空氣接觸不會發(fā)生化學反應的高效傳熱工質。以熔鹽為傳熱工質研制了多支新型熱管,搭建了熔鹽重力熱管啟動性能實驗臺,并進行了啟動性能實驗研究。通過對40g四元混合硝酸鹽熱管和萘熱管的啟動實驗,得到不同熱管軸向溫度的變化規(guī)律。硝酸鹽熱管冷凝段溫度可以升高到130℃,表明以四元混合硝酸鹽這種新型工質作為熱管工質是可行的。四元混合硝酸鹽熱管的響應時間比萘熱管短,并且啟動過程中,四元混合硝酸鹽熱管絕熱段和冷凝段溫度的一致性好于萘熱管。通過對不同工質充裝量的四元混合硝酸鹽熱管的啟動實驗,得到不同熱管軸向溫度的變化規(guī)律。四元混合硝酸鹽熱管冷凝段的溫度隨著充裝量的增加而降低,在工質充裝量為40g時,熱管啟動效果最好。通過對40g四元混合硝酸鹽熱管的傾角實驗,得到不同角度下熱管軸向溫度的變化規(guī)律。爐溫不超過400℃,傾角為50°時,熱管傳熱效果最好。爐溫為450℃,傾角為30°時,熱管傳熱效果最好。通過對以混合溴化鹽、Hitec以及Solar salt為工質的熔鹽重力熱管的啟動實驗,得到不同熱管軸向溫度的變化規(guī)律。三種熔鹽工質熱管冷凝段溫度未發(fā)生變化,則三支熔鹽熱管未正常啟動。本文設計加工了克努森腔體并與同步熱分析儀相結合搭建了熔鹽工質蒸汽壓測量實驗臺,對工質的飽和蒸汽壓力進行測量,測量出Zn、NaBr以及四元混合硝酸鹽等樣品不同溫度下的飽和蒸汽壓力,并且擬合出了所測樣品蒸汽壓的計算公式。利用熔體物性綜合測試儀成功的測量了四元混合硝酸鹽的表面張力,并獲得了四元混合硝酸鹽表面張力隨溫度變化的規(guī)律。
【學位授予單位】:北京工業(yè)大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:TK172.4
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,本文編號:1270481
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