雙孔徑毛細(xì)芯的研制及其在環(huán)路熱管中的應(yīng)用研究.pdf

1、環(huán)路熱管（Loop Heat Pipe，LHP）是一種利用毛細(xì)力驅(qū)動(dòng)的熱控制和熱傳輸設(shè)備。它是近20年內(nèi)發(fā)展起來的新技術(shù)，由于其具有傳熱量大、傳輸距離長(zhǎng)、管路可彎曲、反重力能力強(qiáng)、無需運(yùn)動(dòng)部件、可靠性高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航天器熱控制和電子器件散熱。
　　 環(huán)路熱管由蒸發(fā)器，冷凝器，氣體管路和液體管路組成，其中，蒸發(fā)器是整個(gè)環(huán)路熱管的核心，它直接與熱源相連接，利用其中的工質(zhì)相變帶走熱源的熱量，其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)直接決定了環(huán)路熱管的運(yùn)行情況

2、。而位于蒸發(fā)器中的毛細(xì)芯，則是蒸發(fā)器中的核心部件，它為整個(gè)環(huán)路熱管提供了毛細(xì)芯驅(qū)動(dòng)力，其制作是整個(gè)環(huán)路熱管中技術(shù)含量最高，過程最復(fù)雜的。
　　 本文在環(huán)路熱管的上述兩個(gè)方面進(jìn)行研究：雙孔徑燒結(jié)型毛細(xì)芯的研制和具有二次毛細(xì)芯的環(huán)路熱管系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。
　　 在燒結(jié)型毛細(xì)芯上，針對(duì)高熱流密度情況下，單孔徑毛細(xì)芯容易出現(xiàn)干燒，本文研究制作出雙孔徑毛細(xì)芯，通過對(duì)氣相和液相的分離達(dá)到更好的性能。搭建了毛細(xì)芯制備臺(tái)架，測(cè)量了毛細(xì)芯的孔隙率

3、，并用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算了毛細(xì)芯的滲透率，使用掃描電子顯微鏡來觀察毛細(xì)芯的孔徑與孔徑分布。結(jié)果表明，造孔劑含量為30％，5Mpa下加壓成型，700℃燒結(jié)出的毛細(xì)芯，孔隙率為77.40％，滲透率為3.15×10-13m2，并具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度滿足機(jī)械加工要求。
　　 在環(huán)路熱管實(shí)驗(yàn)上，設(shè)計(jì)了具有二次毛細(xì)芯的平板式蒸發(fā)器，輔助主毛細(xì)芯抽吸液體，使用上面制作的雙孔徑毛細(xì)芯作為主毛細(xì)芯，以不銹鋼絲網(wǎng)作為次毛細(xì)芯，使用甲醇作為工質(zhì)，主要研究了環(huán)

4、路熱管的啟動(dòng)特性、變工況性能、溫度波動(dòng)情況和系統(tǒng)熱阻。結(jié)果表明，具有二次毛細(xì)芯的環(huán)路熱管具有良好的啟動(dòng)特性，熱負(fù)荷從20W到100W均可以正常啟動(dòng)；在變工況工作條件，熱負(fù)荷從20W到160W范圍內(nèi)變化，系統(tǒng)均可以穩(wěn)定工作。環(huán)路熱管在30W到90W的熱負(fù)荷范圍內(nèi)，系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)溫度波動(dòng)，在此區(qū)間外，系統(tǒng)溫度無波動(dòng)現(xiàn)象出現(xiàn)。系統(tǒng)在160W（熱流密度16.6W/cm2）工作時(shí)，壁面溫度為84.0℃，說明，將研制的雙孔徑毛細(xì)芯應(yīng)用于環(huán)路熱管，如果