CN205826574U - 一种环路热管毛细芯传热效率测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种环路热管毛细芯传热效率测试装置，蒸发器(8)上设有加热装置，所述的蒸发器(8)的一端通过第一连接管道(14)与储液腔(4)连通且在第一连接管道(14)上设有第一阀门(5)，蒸发器(8)的另一端与第二连接管道(15)连通且在第二连接管道(15)上设有第二阀门(9)，在第一阀门(5)和第二阀门(9)之间的管道上设有抽真空管路。本装置能够近似模拟环路热管运行时蒸发器工作时的状态，测量蒸发器平稳运行时内部毛细芯的传热效率。整套简易测试装置，省去构建完整环路热管的复杂工艺技术，降低了测试成本；并且由于可拆卸反复使用，能直观的比较同种型号毛细芯在同一条件下传热效率的高低。

Description

一种环路热管毛细芯传热效率测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种传热效率测试装置，特别是涉及一种环路热管毛细芯传热效率测试装置。

背景技术

环路热管(Loop Heat Pipe，简称LHP)是一种利用蒸发器内毛细芯中工质的相变实现热量传递的装置，具有高效率、低热阻、远距离、灵活布置等优点，是航天、电子器件散热的重要元件。LHP系统主要由六个部分组成，分别是蒸发器、补偿腔、毛细芯、冷凝器、蒸汽管道以及液体管路组成，其中补偿腔是并入蒸发器中，二者通过毛细芯实现连接。

毛细芯是LHP的核心部件，是一种多孔材料，布置在LHP的蒸发器内部，热量通过蒸发器外壁传递给毛细芯。因此，毛细芯传热性能对整个环路热管的性能起决定性作用。

公开号CN 105352993 A的专利提供了一种平板式LHP毛细芯性能测试方法，通过监测环路热管在热源功率不断提升时蒸发器表面温度变化，直至温度突升现象发生，以温度突升现象发生时热源的加热功率作为待测毛细芯在水平状态下对应的最大传热能力。这种方法能够很好的衡量环路热管毛细芯的最大传热能力。但是，环路热管在某一温度下平稳运行时，蒸发器内毛细芯的传热效率无法通过该装置进行衡量。并且为了完成上述测试，该专利所提供的装置为一整套的平板式环路热管系统。搭构整个环路热管系统工序复杂，导致测试成本较高以及带入其他更多影响到测试结果的因素。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种近似模拟环路热管运行时蒸发器工作时的状态，测量蒸发器平稳运行时内部毛细芯的传热效率且结构简单、成本低、使用方便的用于环路热管毛细芯传热效率测试装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的环路热管毛细芯传热效率测试装置，包括储液腔和蒸发器，所述的储液腔内设有工作介质，所述的蒸发器上设有加热装置，所述的蒸发器的一端通过第一连接管道与所述的储液腔连通且在所述的第一连接管道上设有第一阀门，所述的蒸发器的另一端与第二连接管道连通且在所述的第二连接管道上设有第二阀门，在所述的第一阀门和第二阀门之间的管道上设有抽真空管路。

所述的蒸发器由蒸发器端头、蒸发器主壳和蒸发器端尾组成，所述的蒸发器主壳内部设有容纳毛细芯的空腔，所述的蒸发器主壳的所述的空腔的内壁设有至少一条蒸汽移出槽道，所述的蒸发器端头和蒸发器端尾均设有通孔并分别与所述的蒸发器端头的两端连接，待测毛细芯放置在所述的空腔内时所述的待测毛细芯设置的中心吸液通道与所述的蒸发器端头连通，所述的待测毛细芯的外壁与所述的蒸汽移出槽道连通且与所述的蒸发器端尾连通，所述的蒸发器端头通过第一连接管道与所述的储液腔连通，所述的蒸发器端尾与第二连接管道连通。

所述的第二连接管道连接有冷凝腔。

所述的冷凝腔为开口U形管。

所述的开口U形管放置在冷凝水槽中。

所述的储液腔上设有刻度。

所述的工作介质为丙酮或乙醇。

所述的加热装置为粘贴在所述的蒸发器的外表面的电加热片。

采用上述技术方案的环路热管毛细芯传热效率测试装置，通过观察储液腔液面下降速度来衡量整个装置的运行状态。当液面下降速度较为平缓时，装置在目标温度下平稳运行。此时开始记录多组规定时间内储液腔工质的减少量，计算出工质消耗速度。以平均工质的消耗速度来衡量待测毛细芯传热效率。

与现有装置技术相比，本实用新型具有如下优势:

1.本实用新型构建环路热管(LHP)主要部分结构，近似模拟环路热管运行时蒸发器工作时的状态。整套简易测试装置，省去构建完整环路热管的复杂工艺技术，降低了测试成本。并且也很大程度降低了工艺装配、结构尺寸对测试结果的影响。

2.本实用新型研制的环路热管毛细芯传热效率测量装置可以拆卸反复应用，能够十分直观的比较同种型号毛细芯在同一工作条件下传热效率的高低。

3.本实用新型通过以储液腔内工质单位时间内的损耗量来衡量毛细芯平稳运行时传热效率。这种方式使得数据的收集与统计变得简单并且较为直观，降低了测试过程的复杂程度。

综上所述，本实用新型是一种近似模拟环路热管运行时蒸发器工作时的状态，测量蒸发器平稳运行时内部毛细芯的传热效率且结构简单、成本低、使用方便的用于环路热管毛细芯传热效率测试装置。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实例所作的详细描述，本装置的其他特征、目的和优点将变得更为明显。

图1为本实用新型的装配结构示意图。

图3为本实用新型的蒸发器装配示意图。

图2为本实用新型的蒸发器主壳的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，进一步详细说明本实用新型的具体实施方式。

参见图1、图2和图3，一种环路热管毛细芯传热效率测试装置，储液腔4内设有工作介质，工作介质为丙酮或乙醇。蒸发器8由蒸发器端头1、蒸发器主壳2和蒸发器端尾3组成，蒸发器主壳2内部设有容纳毛细芯的空腔13，蒸发器主壳2的空腔13的内壁设有多条蒸汽移出槽道12，蒸发器端头1和蒸发器端尾3均设有通孔并分别与蒸发器端头1的两端连接，待测毛细芯7放置在空腔13内时待测毛细芯7设置的中心吸液通道与蒸发器端头1连通，待测毛细芯7的外壁与蒸汽移出槽道12连通且与蒸发器端尾3连通，蒸发器端头1通过第一连接管道14与储液腔4连通且在第一连接管道14上设有第一阀门5，蒸发器端尾3与第二连接管道15连通且在第二连接管道15上设有第二阀门9，在第一阀门5和第二阀门9之间的管道上设有抽真空管路。在蒸发器主壳2的外表面的粘贴有电加热片6。

进一步地，第二连接管道15连接有冷凝腔。具体地，冷凝腔为开口U形管10。

进一步地，开口U形管10放置在冷凝水槽11中。

进一步地，储液腔4上设有刻度。

参见图1、图2和图3，环路热管(LHP)毛细芯传热效率测试装置的制备，包括如下步骤：

工序1：元件加工

结合上述装置装配图、结构以及配合待测毛细芯7的尺寸来对蒸发器元件进行加工，蒸发器壳体材料选择所需材料。

工序2：组装

通过螺纹连接以及密封垫圈组装蒸发器8，再通过第一连接管道14和第二连接管道15连接蒸发器8与冷凝腔以及储液腔4，第一连接管道14和第二连接管道15与每个接口处都需密闭封紧。并在第一连接管道14上安装第一阀门5，在第二连接管道15上安装第二阀门9，以便后续对蒸发器8的内腔的抽真空操作。

完成上述步骤之后，便可进行环路热管毛细芯传热效率测试实验，技术方案如下：

步骤S1:将待测毛细芯7封装入蒸发器8内：

将待测毛细芯7放入蒸发器主壳2，然后通过旋紧方式连接蒸发器主壳2与蒸发器端头1和蒸发器端尾3，旋紧前均需加入密封垫圈，构成蒸发器8的内部腔体。

步骤S2：对蒸发器8进行抽真空处理，粘贴电加热片6：

关闭在蒸发器8与冷凝腔和储液腔4之间管路上的第一阀门5和第二阀门9，对蒸发器8以及部分管路进行抽真空处理。在蒸发器主壳2的外表面粘贴电加热片6。

步骤S3:启动检测装置

开启蒸发器8与储液腔1之间的第一连接管道14上的第一阀门5，在气压作用下使工作介质会充满整个蒸发器8而又不会直接进入冷凝管路。将蒸发器8、储液器4、冷凝腔以及管路调节至相同或者基本相同高度，启动蒸发器8表面粘贴的电加热片6，并调整到希望运行的工作温度。片刻之后，蒸发器8内部工作介质受热由液相转化为气相，打开蒸发器8与冷凝腔之间第二连接管道15上的第二阀门9，使气相工作介质进入冷凝腔即开口U形管10中冷却或者排出。至此，整个蒸发器8启动完毕。

步骤S4:测量毛细芯传热效率

通过观察储液腔4液面下降速度来衡量整个装置的运行状态。当液面下降速度较为平缓时，装置在目标温度下平稳运行。此时开始记录多组规定时间内储液腔4的工作介质的减少量，计算出工作介质消耗速度。以平均工作介质的消耗速度来衡量待测毛细芯7的传热效率。

Claims (8)

1.一种环路热管毛细芯传热效率测试装置，包括储液腔(4)和蒸发器(8)，所述的储液腔(4)内设有工作介质，其特征在于：所述的蒸发器(8)上设有加热装置，所述的蒸发器(8)的一端通过第一连接管道(14)与所述的储液腔(4)连通且在所述的第一连接管道(14)上设有第一阀门(5)，所述的蒸发器(8)的另一端与第二连接管道(15)连通且在所述的第二连接管道(15)上设有第二阀门(9)，在所述的第一阀门(5)和第二阀门(9)之间的管道上设有抽真空管路。

2.根据权利要求1所述的环路热管毛细芯传热效率测试装置，其特征在于：所述的蒸发器(8)由蒸发器端头(1)、蒸发器主壳(2)和蒸发器端尾(3)组成，所述的蒸发器主壳(2)内部设有容纳毛细芯的空腔(13)，所述的蒸发器主壳(2)的所述的空腔(13)的内壁设有至少一条蒸汽移出槽道(12)，所述的蒸发器端头(1)和蒸发器端尾(3)均设有通孔并分别与所述的蒸发器端头(1)的两端连接，待测毛细芯(7)放置在所述的空腔(13)内时所述的待测毛细芯(7)设置的中心吸液通道与所述的蒸发器端头(1)连通，所述的待测毛细芯(7)的外壁与所述的蒸汽移出槽道(12)连通且与所述的蒸发器端尾(3)连通，所述的蒸发器端头(1)通过第一连接管道(14)与所述的储液腔(4)连通，所述的蒸发器端尾(3)与第二连接管道(15)连通。

3.根据权利要求1或2所述的环路热管毛细芯传热效率测试装置，其特征在于：所述的第二连接管道(15)连接有冷凝腔。

4.根据权利要求3所述的环路热管毛细芯传热效率测试装置，其特征在于：所述的冷凝腔为开口U形管(10)。

5.根据权利要求4所述的环路热管毛细芯传热效率测试装置，其特征在于：所述的开口U形管(10)放置在冷凝水槽(11)中。

6.根据权利要求1或2所述的环路热管毛细芯传热效率测试装置，其特征在于：所述的储液腔(4)上设有刻度。

7.根据权利要求1或2所述的环路热管毛细芯传热效率测试装置，其特征在于：所述的工作介质为丙酮或乙醇。

8.根据权利要求1或2所述的环路热管毛细芯传热效率测试装置，其特征在于：所述的加热装置为粘贴在所述的蒸发器(8)的外表面的电加热片(6)。