CN108489846A - 一种热管毛细芯性能测试装置及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热管毛细芯性能测试装置及其测试方法，属于热管技术领域，包括待测毛细芯(1)、重量测试系统(2)、加热系统(3)、工质容器(4)和工质(5)，所述待测毛细芯(1)的一端伸入到工质容器(4)内并与工质(5)接触，待测毛细芯(1)的另一端采用加热系统(3)进行加热，加热到工质的相变点时，加热处的工质发生相变，变成蒸汽散发到外界，毛细芯(1)通过毛细作用，不断从工质容器内抽吸工质向加热处补充，抽吸的速率通过重量测试系统(2)测量出来。本发明装置没有设置冷凝器、蒸汽管路、液体管路等，且是采用精密电子天平测试毛细芯实时抽吸工质的速率，设备简单，易于操作，测试结果能更真实地反映出毛细芯的性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种热管毛细芯性能测试装置及其测试的方法，属于热管技术领域。
背景技术
热管是一种利用相变原理进行传热的高效传热装置，具有传热温差小、传热性能高、远距离传输热量和控温特性良好等优点，正逐渐被应用于空间和地面各种热控制领域。
热管种类繁多，从热管内部有无毛细芯的角度，可分为有毛细芯的热管(WickedHeat Pipe)和无毛细芯的热管(Wickless Heat Pipe)。对于有毛细芯的热管而言，毛细芯是整个热管的关键部件，它为热管内部工质的循环提供驱动力，毛细芯内部孔隙产生的毛细抽吸力以及工质在毛细芯内的流动状况决定了整个热管的传热性能。常见的毛细芯包括烧结芯(Sintered Wick)、丝网芯(Screen Wick)、沟槽芯(Grooved Wick)、等等。
有毛细芯的热管是一个封闭系统，它一般包括管壳、毛细芯和工质等几个部分。当热量从蒸发段传入时，毛细芯内的工质受热蒸发变成蒸汽流动到冷凝段，蒸汽在冷凝段接触到冷的毛细芯表面，放出热量冷凝为液体，然后在毛细芯的毛细作用(工质在蒸发段蒸发，使气液交界面下凹，形成许多弯月形液面，产生毛细压头，从而抽吸液体工质)下回流到蒸发段，开始新的循环。如此不断循环，工质不断地蒸发和冷凝，便把热量源源不断地从热端传到冷端，从而实现热量的传递和对温度的控制。
热管内部的毛细芯为内部工质的循环提供动力，动力不足时热管无法正常工作，而动力过大时，它又会对工质的流动产生阻碍作用，限制了热管的传热能力，它对热管的传热性能有着重要影响，它是热管中最重要的部分。一般认为，优质的毛细芯应具有较大的毛细抽吸力，同时具有较大的渗透率，但上述这两个指标往往是互相矛盾的，具有较大毛细抽吸力的毛细芯、其渗透率往往较小；而具有较大渗透率的毛细芯、其毛细抽吸力往往又较小。
毛细芯对于热管来说如此重要，其测试方法的重要性也就不言而喻了，但毛细芯的测试装置和方法并不多见。例如专利201010188608.3、201510821943.5和CN201620725268.6中提到的毛细芯的测试装置和方法。这些测试装置和方法基本都是加工好整个蒸发器乃至整个热管，然后附加上外部热源和其它相关设备，通过研究外部的参数来间接推断毛细芯的性能，在测试时除了存在毛细力和渗透率这两个重要参数互相作用和制约的情况，还受到冷凝器、蒸汽管路和液体管路等因素的耦合影响，由于整个蒸发器或是热管系统是相当复杂的，毛细芯独特而重要的影响规律则不一定能如实地被精确测量出来，更不用说理清整个系统中错综复杂的因果关系了，因而不能较好地反映出毛细芯本身的性能。
发明内容
本发明目的在于针对现有热管性能测试时受诸多因素的影响从而不利于真实反映出毛细芯的实际性能的不足，提供一种新型热管毛细芯测试装置及其测试方法，该测试装置和测试方法不受冷凝器、蒸汽管路和冷凝管路等因素的影响，从而更真实地反映出毛细芯的性能。
在热管实际运行的过程中，毛细芯会一边蒸发工质，一边抽吸工质，从而有一个稳定的抽吸工质的流量，其大小与工质蒸发的速率一致。着眼于这一点，本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种新型热管毛细芯测试装置，包括待测毛细芯、加热系统、重量测试系统、工质容器和工质，所述待测试的毛细芯一端插入到工质容器内并与工质接触，另一端采用加热系统进行加热，加热到工质的相变点时，加热处的工质发生相变，变成蒸汽散发到外界，毛细芯通过毛细作用，不断从工质容器内抽吸工质向加热(蒸发)处补充，抽吸的速率通过重量测试系统测量出来。
作为本发明的一种优选技术方案：所述重量测试系统由精密电子天平、电子计算机、数据线、数据接收和处理软件等组成。
作为本发明的一种优选技术方案：所述工质为水、乙醇和丙酮等沸点较低、挥发到环境中也不会产生危害的液体介质。
作为本发明的一种优选技术方案：待测试的毛细芯既可以是平面型的平板热管(蒸汽腔)用的毛细芯、也可以是空心圆柱等管式热管用的毛细芯。
作为本发明的一种优选技术方案：所述加热系统采用电加热、加热的功率大小可调，加热面的面积大小可调。
一种基于上述新型热管毛细芯性能测试装置的测试方法，包括以下步骤：
步骤(1)将工质容器盛上适量的工质，然后放置在重量测量系统的精密电子天平的托架上，连接数据线，打开电子计算机和数据接收和处理软件；
步骤(2)对照毛细芯在热管中的位置和工作情况，将待测试毛细芯一端与加热系统相连，一端插入到工质中，其余部位提前用保温材料包裹起来；
步骤(3)打开加热系统，设置一定的参数对毛细芯进行加热；
步骤(4)对测试数据进行处理，得到反映待测试毛细芯性能的测试结果数据。
本发明采用上述技术方案产生如下有益效果：
一是本发明的一种新型热管毛细芯性能测试装置中，没有设置冷凝器、蒸汽管路、液体管路等，使得测试结果不受这些因素的影响，测试结果更能反映出毛细芯本身的实际性能；
二是本发明的一种新型热管毛细芯性能测试装置中，采用精密电子天平测试毛细芯实时抽吸工质的速率，能更好地反映出毛细芯的毛细抽吸性能和渗透性能；
三是本发明的一种新型热管毛细芯性能测试装置，设备简单，测试过程简易，对密封的要求低，因而适应性更广。
附图说明
图1为本发明的一种热管毛细芯性能测试装置的结构示意图。
其中标号解释：1-毛细芯，2a-重量测量系统中的精密电子天平，2b-重量测量系统中的电子计算机，3a-加热系统中的加热器，3b-加热系统中的电源和控制系统，4-工质容器，5-工质。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供了一种新型热管毛细芯性能测试装置，包括待测毛细芯1、重量测试系统2、加热系统3、工质容器4和工质5，所述待测毛细芯1的一端伸入到工质容器4内并与工质5接触(接触情况可与毛细芯在热管中的情况相近似)，待测毛细芯1的另一端采用加热系统3进行加热(加热情况可与毛细芯在热管中的情况相近似)，加热到工质的相变点时，加热处的工质发生相变，变成蒸汽散发到外界，毛细芯1通过毛细作用，不断从工质容器内抽吸工质向加热(蒸发)处补充，抽吸的速率(一定时间内工质质量的变化情况)通过重量测试系统2测量出来。
一种基于上述新型热管毛细芯性能测试装置的测试方法，包括以下步骤：
步骤(1)将工质容器4盛上适量的工质5，然后放置在重量测量系统2的精密电子天平2-1的托架上，连接数据线，打开电子计算机2-2和数据接收和处理软件；
步骤(2)对照毛细芯在热管中的位置和工作情况，将待测试毛细芯1的一端与加热系统3相连，待测试毛细芯1的另一端插入到工质5中，待测试毛细芯1的其余部位用保温材料包裹起来；
步骤(3)打开加热系统3，设置一定的参数对毛细芯1进行加热；
步骤(4)对测试数据进行处理，得到反映待测试毛细芯性能的测试结果数据。
如上所述，本发明的一种新型热管毛细芯性能测试装置及其测试方法中，没有设置冷凝器、蒸汽管路、液体管路等，使得测试结果不受这些因素的影响，测试结果更能反映出毛细芯本身的实际性能；本发明采用精密电子天平测试毛细芯实时抽吸工质的速率，能更好、更方便地反映出毛细芯的毛细抽吸性能和渗透性能；本发明的测试装置还具有设备简单、测试过程简易、对密封的要求低等优点，因而适应性更广。
Claims (6)
1.一种热管毛细芯性能测试装置，包括待测毛细芯(1)、重量测试系统(2)、加热系统(3)、工质容器(4)和工质(5)，所述待测毛细芯(1)的一端伸入到工质容器(4)内并与工质(5)接触，待测毛细芯(1)的另一端采用加热系统(3)进行加热。
2.根据权利要求1所述的一种热管毛细芯性能测试装置，其特征在于：所述待测毛细芯(1)抽吸工质的速率由包含精密电子天平(2-1)的重量测量系统(2)实时测量出来。
3.根据权利要求1所述的一种热管毛细芯性能测试装置，其特征在于：所述工质为水、乙醇和丙酮等沸点较低、挥发到环境中也不会产生危害的液体介质。
4.根据权利要求1所述的一种热管毛细芯性能测试装置，其特征在于：待测试的毛细芯既可以是平面型的平板热管(蒸汽腔)用的毛细芯、也可以是空心圆柱等管式热管用的毛细芯。
5.根据权利要求1所述的一种热管毛细芯性能测试装置，其特征在于：所述加热系统采用电加热，加热的功率大小可调，加热面的面积大小可调。
6.一种基于权利要求1所述的热管毛细芯性能测试装置的测试方法，包括以下步骤：
步骤(1)将工质容器盛上适量的工质，然后放置在重量测量系统的精密电子天平的托架上，连接数据线，打开电子计算机和数据接收和处理软件；
步骤(2)对照毛细芯在热管中的位置和工作情况，将待测试毛细芯一端与加热系统相连，一端插入到工质中，其余部位提前用保温材料包裹起来；
步骤(3)打开加热系统，设置一定的参数对毛细芯进行加热；
步骤(4)对测试数据进行处理，得到反映待测试毛细芯性能的测试结果数据。
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109342253A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-02-15 | 安徽工业大学 | 一种环路热管毛细芯性能测试装置及其测试方法 |
| CN110146264A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-08-20 | 桂林电子科技大学 | 一种毛细芯过载试验装置和方法 |
| CN110174400A (zh) * | 2019-04-26 | 2019-08-27 | 桂林电子科技大学 | 一种热管毛细芯测试装置和方法 |
| CN110849761A (zh) * | 2019-10-28 | 2020-02-28 | 南京航空航天大学 | 一种高温热管传热性能测试装置及其测试方法 |
| CN111189738A (zh) * | 2019-10-17 | 2020-05-22 | 南京航空航天大学 | 一种传热性能测试装置及其测试方法 |
| CN111257152A (zh) * | 2020-01-20 | 2020-06-09 | 中国电子科技集团公司第十六研究所 | 一种用于均温板烧结吸液芯吸液性能测试的设备及方法 |
| CN112285152A (zh) * | 2020-09-27 | 2021-01-29 | 西安交通大学 | 一种高温热管碱金属工质蒸发冷凝测量系统及方法 |
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109342253A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-02-15 | 安徽工业大学 | 一种环路热管毛细芯性能测试装置及其测试方法 |
| CN109342253B (zh) * | 2018-11-29 | 2024-02-02 | 安徽工业大学 | 一种环路热管毛细芯性能测试装置及其测试方法 |
| CN110174400A (zh) * | 2019-04-26 | 2019-08-27 | 桂林电子科技大学 | 一种热管毛细芯测试装置和方法 |
| CN110146264A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-08-20 | 桂林电子科技大学 | 一种毛细芯过载试验装置和方法 |
| CN111189738A (zh) * | 2019-10-17 | 2020-05-22 | 南京航空航天大学 | 一种传热性能测试装置及其测试方法 |
| CN110849761A (zh) * | 2019-10-28 | 2020-02-28 | 南京航空航天大学 | 一种高温热管传热性能测试装置及其测试方法 |
| CN110849761B (zh) * | 2019-10-28 | 2021-11-09 | 南京航空航天大学 | 一种高温热管传热性能测试装置及其测试方法 |
| CN111257152A (zh) * | 2020-01-20 | 2020-06-09 | 中国电子科技集团公司第十六研究所 | 一种用于均温板烧结吸液芯吸液性能测试的设备及方法 |
| CN112285152A (zh) * | 2020-09-27 | 2021-01-29 | 西安交通大学 | 一种高温热管碱金属工质蒸发冷凝测量系统及方法 |
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