[发明专利]一种毛细芯过载试验装置和方法

说明书

本发明公开了一种毛细芯过载试验装置和方法，该装置包括过载测试结构、转盘、冷凝器和工质容器，过载测试结构设置在转盘第一端，工质容器设置在转盘第二端，工质容器内设置液态工质，工质暂存器与工质容器通过供液管相连，过载测试结构设置在冷凝器内，其中，过载测试结构包括毛细芯、毛细芯支撑板、加热件、工质暂存器，毛细芯设置在毛细芯支撑板一侧面，工质暂存器均与毛细芯支撑板第一端、毛细芯第一端连接，加热件与毛细芯支撑板第二端连接。本发明的毛细芯过载试验装置和方法中，可以进行常温和高温热管毛细芯过载试验；可以直观的观察和测试毛细芯过载性能；测试过程完全密封的循环过程，更加接近热管的真实运行环境；设备简单，测试方法易掌握，测试结果直观，因而适用性更广。

技术领域

本发明属于热管技术领域，具体涉及一种毛细芯过载试验装置和方法。

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，目前已经在电子、太阳能、核能、空间飞行器等领域开始应用。

热管种类繁多，从工作温度分为低温热管、常温热管、高温热管及超高温热管，近年来出现了一些新型热管，如脉动热管、柔性热管等。热管的工作原理为：在热源和蒸发器间一定传热温差的作用下，蒸发器内液体通过蒸发变成蒸汽，即蒸发相变传热。蒸发带走大量的热，但是由于工质汽化潜热大，因而质量流量小，流阻小。在微小压差的推动下，蒸汽沿热管中心流向冷凝器。在冷凝器和热汇间一定传热温差的作用下，冷凝器内的蒸汽凝结成液体，即冷凝相变传热，同时向热汇放出大量的热。液态工质在毛细芯弯月面产生的毛细力作用下，从冷凝器回流到蒸发器，依次循环相变传热。

如上所述，热管通过工质的相变，从液态-气态-液态的这一过程中实现传热。液态工质的回流完全依靠毛细芯的毛细力作用，毛细力不足会直接导致上述循环过程中断，导致热管失效。因此，毛细芯是整个热管的关键部件。

热管的主要用途在于传热，有些场合热管安装在静态设备中使用，如电子元器件的散热、核工程中导热等。但是在有些场合，热管的载体设备有剧烈的运动，如航天飞机、超高音速飞行器、发动机喷管等，在这些地方应用时，热管受到强烈的过载，当这些设备的加速度超过一定的范围，工质所受到的体积力就会超过毛细芯的毛细力。如果体积力的方向与工质回流的方向相同，则能极大地促进工质的回流，导致液体集中在蒸发器中，增加热阻；若体积力与工质回流的方向相反，则极大地阻碍了工质的回流，导致热管干涸。因此，过载对毛细芯的影响较大。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供种一种毛细芯过载试验装置和方法，该测试装置和方法不仅能实现可视化观察毛细芯的过载性能，而且可以实现模拟真空密封的热管内部环境。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种毛细芯过载试验装置，包括过载测试结构、转盘、冷凝器和工质容器，过载测试结构设置在转盘第一端，工质容器设置在转盘第二端，工质容器内设置液态工质，工质暂存器与工质容器通过供液管相连，过载测试结构设置在冷凝器内，其中，过载测试结构包括毛细芯、毛细芯支撑板、加热件、工质暂存器，毛细芯设置在毛细芯支撑板一侧面，工质暂存器均与毛细芯支撑板第一端、毛细芯第一端连接，加热件与毛细芯支撑板第二端连接。

一种毛细芯过载试验方法，包括以下步骤：

步骤（1），在工质容器中充入适量的液态工质，通过调节供液管上的电子开关阀保持工质容器的液面高于工质暂存器，或者在工质容器中充入惰性气体，保持一定的压力，并使电子开关阀保持关闭；

步骤（2），打开真空阀，启动真空泵，对冷凝器抽真空，抽真空结束后关闭真空阀和真空泵；

步骤（3），启动电机使得转盘的转速达到试验条件；

步骤（4），加热件通电启动，使加热件加热毛细芯支撑板，同时打开电子开关阀；