[发明专利]一种轴向旋转振荡热管试验装置及其使用方法

说明书

本发明涉及一种轴向旋转振荡热管试验装置及其使用方法，轴向旋转振荡热管试验装置将轴向旋转振荡热管安装在可以调速的旋转机构上即可在不同旋转速度下，利用热电偶对所述振荡热管蒸发段，冷凝段和绝热段温度进行测量和采集，同时可对所述振荡热管内部气液两相流动进行拍摄和记录，来研究所述振荡热管在所述转速下的传热性能和启动性能，并借助所述气液两相流动状态揭示转速对所述轴向旋转振荡传热机制和启动机理的影响规律。此外所述轴线旋转振荡热管可采用透明材质板式或者透明材质管式振荡热管，且内部流道的水力直径和界面形状可变，以研究不同几何特征下旋转振荡热管的传热性能等。本发明还具备操作简便，节约资源，成本低的优点。

技术领域

本发明涉及振荡热管的技术领域，具体而言，涉及一种轴向旋转振荡热管试验装置及其使用方法。

背景技术

振荡热管是一种新型热管，可由毛细管弯折而成，结构简单且无需吸液芯。振荡热管与传统热管一样，在传热的过程中，分为三个部分，热量输入的蒸发段，绝热段，热量输出的冷凝段。而结构是由单通道折弯成蛇形多弯头循环通道。当蒸发段输入热量时，局部工质蒸发形成冷热端的温度差和压力差，从而驱动气泡和液塞微观局部振荡和宏观单向循环流动。振荡热管具有体积小、结构简单、成本低；传热性能好；适应性好等优点。在热管理中具有巨大的应用潜力。

针对高效磨削过程中，产生的极大热量积聚在磨削弧区导致工件表面烧伤问题，已有人提出将振荡热管技术运用到砂轮中，利用其高导热性来强化弧区换热。而目前对于振荡热管的应用基本上处在静态条件下例如电池等电子器件当中，而对于例如砂轮磨削加工中的高转速下的强化换热应用之前，需要对旋转条件下振荡热管的传热性能和振荡热管在此工况下的启动性能进行充分研究，分析不同转速、不同物理及操作参数对其传热性能和启动性能影响规律。需要一种试验平台实现以上功能并提供在此平台上的研究方法。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是针对背景技术提出的问题，提供一种能将振荡热管进行轴向旋转，并且可对不同轴向旋转速度、不同工质、不同蒸发端热流密度等参数进行试验同时拍摄该振荡热管内部工质的运动状态，通过测量的温度和拍摄的工质运动慢动作视频分析这些参数对于旋转振荡热管传热性能和启动性能的影响规律和作用机理的轴向旋转振荡热管试验装置及其使用方法。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种轴向旋转振荡热管试验装置，其中：包括旋转装置本体、旋转架、高速摄影装置、加热装置以及数据采集装置，旋转装置本体上安装有电机及传动调速装置，电机及传动调速装置的电机轴与旋转架传动连接，能带动旋转架按预定速度转动，旋转架包括振荡热管固定端和摄影装置固定端，振荡热管固定在振荡热管固定端上，高速摄影装置固定在摄影装置固定端上，旋转架转动时，能使振荡热管绕电机轴所在直线为轴心偏心转动，振荡热管由透明材料制作，高速摄影装置的摄像头正对着振荡热管，能拍摄到振荡热管内部工质运动的流形和运动状态，加热装置包括电源和电阻丝，电源与电阻丝连接，电源能控制电阻丝的加热功率，电阻丝与振荡热管的蒸发段接触配合，用于对振荡热管的蒸发段加热，数据采集装置包括信息采集和处理器以及热电偶，信息采集和处理器与热电偶连接，热电偶连接在振荡热管的蒸发段、绝热段和冷凝段，并以一定采样频率测量和采集振荡热管蒸发段、绝热段和冷凝段温度，将温度信号传递至信息采集和处理器，高速摄影装置能与信息采集和处理器连接，将采集的视频信号传输至信息采集和处理器。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的轴向旋转振荡热管试验装置还设置有若干组电刷和导电滑环，电刷和导电滑环二者一个固定在旋转装置本体上，一个固定在旋转架上，相应的电刷和导电滑环滑动接触配合，电源通过一组电刷和导电滑环与电阻丝连接，信息采集和处理器通过另一组电刷和导电滑环与热电偶连接。

上述的振荡热管为平板式振荡热管或管式振荡热管。