為提高脈動熱管的傳熱特性,提出了一種兩管徑式脈動熱管結構,并基于質量、動量和能量守恒方程發(fā)展了適用的物理和數學模型。這種兩管徑式脈動熱管對蒸發(fā)段和冷凝段取不同管徑,兩者的比值定義為直徑比,應用上述理論模型分析了直徑比對脈動熱管運動規(guī)律和傳熱特性的影響。結果顯示:采用兩管徑結構,可以有效提升脈動熱管的自激振蕩機制,特別是直徑比小于1時的情況。而從傳熱特性而言,相比于傳統等管徑式脈動熱管（直徑比等于1）,采用直徑比小于1的結構可以使脈動熱管的熱阻明顯減小,采用直徑比大于1的結構卻反而使傳熱特性下降。 

【文章來源】：航空動力學報. 2020,35(11)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

圖1 兩管徑式脈動熱管模型

圖4(a)和圖4(b)分別給出了兩管徑式脈動熱管振蕩頻率(f)和幅度(a)隨熱負荷變化的情況。由圖中可以看出,所有熱管液塞的振蕩頻率和振幅均隨著傳熱量的增大而增大。相比β=1時,β>1的結構帶來的振蕩頻率增大并不明顯,而振幅的增大卻較為明顯,說明產生的形阻需要消耗較大的能量積聚,對換熱帶來了不利影響。而β<1時,振蕩頻率有明顯提高,同時振幅也明顯下降,說明形阻的影響沒有帶來較大的能量消耗,因而傳熱特性提高了。3.2 汽塞狀態(tài)分析

圖5給出了兩管徑式脈動熱管穩(wěn)定振蕩時汽塞1內氣體溫度和壓力的變化情況(汽塞2的情況與之類似,僅存在相位差)�？梢钥吹綔囟群蛪毫ψ兓闆r基本上一致,它們的變化周期與液塞振蕩特性基本相同。β<1時,汽塞狀態(tài)參數變化周期明顯變短,即頻率高于β=1和β>1時。還可以看出, β=1時氣體壓力和溫度的變化范圍最大,這意味著等管徑脈動熱管液塞運動需要自激勵作用較大。分析原因,應該與液塞受到的形阻有關。圖6給出了3種管型的汽塞內氣體質量變化率隨時間的變化�？梢钥闯�,同樣熱邊界條件下,β=0.5時,氣體質量變化率的周期更短,單位周期內的相變質量也更大。β=1和β=2的變化周期相當,但β=2時的單位周期內的相變質量明顯減小。這表明β<1的結構設計對相變質量傳輸更為有利。

【參考文獻】：
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