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高温热管技术研究进展与展望 被引量：18
1
作者 李金旺 戴书刚 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期30-42,共13页
高温热管的工作温度高,传热性能好,在高超声速飞行器热防护、空间核反应堆冷却、太阳能利用等方面具有广阔的应用前景.报告了高温热管技术的研究现状,包括高温热管的冷冻启动特性研究、传热性能研究、试验研究、数值分析研究;介绍了放... 高温热管的工作温度高,传热性能好,在高超声速飞行器热防护、空间核反应堆冷却、太阳能利用等方面具有广阔的应用前景.报告了高温热管技术的研究现状,包括高温热管的冷冻启动特性研究、传热性能研究、试验研究、数值分析研究;介绍了放置倾角、工质物性参数、工质充装量、不凝气体含量、材料、结构和尺寸等因素对高温热管启动和传热性能的影响规律,以及高温热管技术在高超声速飞行器热防护、空间核反应堆冷却、太阳能利用等方面的应用研究等;指出了高温热管数值分析模型和工程应用验证等一系列有待深化研究的方向;提出了进一步深入研究高温热管技术的详细建议. 展开更多
关键词 高温热管 冷冻启动 传热极限 工质物性参数 热防护 热管
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高温热管性能分析与试验 被引量：11
2
作者 牛涛 张艳苓 +2 位作者 侯红亮 王耀奇 何铎 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期59-65,共7页
设计并制备了钠工质、高温合金管壳的丝网型高温热管,测试并分析了在辐射和自然对流散热条件下不同加热功率和不同倾角对热管启动特性和稳态工作后等温性能的影响。结果表明,钠高温热管在不同倾角下都可顺利启动,而且随着加热功率的增加... 设计并制备了钠工质、高温合金管壳的丝网型高温热管,测试并分析了在辐射和自然对流散热条件下不同加热功率和不同倾角对热管启动特性和稳态工作后等温性能的影响。结果表明,钠高温热管在不同倾角下都可顺利启动,而且随着加热功率的增加,钠高温热管启动时间越短,但倾角对启动时间影响不大。在倒置45°和倒置90°倾角时,在较大功率下热管的蒸发段出现温度激增现象,分析认为是由于丝网吸液芯毛细力不足导致蒸发段出现工质干涸造成的,说明已经达到了热管的毛细极限。 展开更多
关键词 高温热管 钠 启动特性 传热性能 翼面前缘
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三角沟槽高温钠热管的启动性能 被引量：7
3
作者 于萍 张红 +1 位作者 许辉 沈妍 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2015年第1期99-103,共5页
实验研究在不同倾角、不同加热功率条件下,三角沟槽高温热管的启动性能。结果表明:三角沟槽高温热管在水平放置时,由于冷凝液体回流不充分,蒸气量变少,导致热管绝热段出现温升"滞后"的现象。当三角沟槽高温热管在大输入功率... 实验研究在不同倾角、不同加热功率条件下,三角沟槽高温热管的启动性能。结果表明:三角沟槽高温热管在水平放置时,由于冷凝液体回流不充分,蒸气量变少,导致热管绝热段出现温升"滞后"的现象。当三角沟槽高温热管在大输入功率下启动,会出现绝热段温度低于冷凝段的现象,但随着热管整体温差缩小,这种现象将随之消失。当热管倾斜放置时,重力作用促进了金属钠液回流,保证了蒸气量充足,缩短了启动时间,其启动性能要优于水平放置时的启动性能。 展开更多
关键词 高温热管 启动性能 三角沟槽吸液芯
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空间热管反应堆电源研究进展及展望
4
作者 刘逍 王宁 +5 位作者 张开远 齐敏 李仲春 张卓华 谢细明 柴晓明 《火箭推进》 CAS 北大核心 2024年第4期66-75,共10页
深空探测技术的发展对动力系统提出了更高的要求。传统的太阳能电源与化学电源的适用范围较小,环境适应能力不强,而微型核反应堆电源能量密度高,不依赖太阳光照,可应用于轨道运输、高轨探测多场景任务。在微型核反应堆电源技术路线中,... 深空探测技术的发展对动力系统提出了更高的要求。传统的太阳能电源与化学电源的适用范围较小,环境适应能力不强,而微型核反应堆电源能量密度高,不依赖太阳光照,可应用于轨道运输、高轨探测多场景任务。在微型核反应堆电源技术路线中,热管冷却核反应堆电源因其系统设备极大简化、模块化设计,高可靠的全固态堆芯、非能动传热及瞬态响应迅速等特性,成为空间核反应堆电源最具可行性的路线之一。通过文献调研总结目前空间热管堆发展现状,从发展历史出发,梳理热管冷却核反应堆电源设计和理论研究,总结热管冷却核反应堆电源发展方向和关键技术。 展开更多
关键词 空间动力 核电源 热管反应堆 高温热管
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太阳能接收器中高温热管等温及导热性能的试验研究 被引量：6
5
作者 丁莉 张红 +3 位作者 许辉 白穜 刘亚雷 庄骏 《热力发电》 CAS 北大核心 2010年第3期40-44,48,共6页
高温热管是通过内部碱金属工质相变换热实现传热的高效传热元件。对用于碟式热发电系统太阳能接收器中高温热管进行分析，设计了具有“V”型沟槽与金属纤维毡组合的复合吸液芯高温热管，对复合吸液芯钠热管进行了不同输入功率、不同倾... 高温热管是通过内部碱金属工质相变换热实现传热的高效传热元件。对用于碟式热发电系统太阳能接收器中高温热管进行分析，设计了具有“V”型沟槽与金属纤维毡组合的复合吸液芯高温热管，对复合吸液芯钠热管进行了不同输入功率、不同倾角下等温性能及导热性能试验测试。结果表明，与全周加热相比半周加热高温热管轴向温差、周向温差都较高，当量导热系数较低；热管半周加热0～90°倾角放置均可稳定运行，等温性能、导热性能良好，角度变化对热管等温性能影响较小。 展开更多
关键词 高温热管 碟式热发电系统 太阳能接收器 全周受热 半周受热 等温性能 导热系数
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高温液钠在不锈钢丝网吸液芯中毛细特性研究
6
作者 朱怡儒 马誉高 +6 位作者 张卢腾 席治国 唐思邈 马在勇 潘良明 张卓华 丁书华 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期110-115,共6页
碱金属高温热管吸液芯的毛细特性对于热管的正常运行具有重要意义。本文采用毛细上升法和称重法在手套箱中开展了高温液态金属钠(简称液钠)在不同目数的304不锈钢丝网吸液芯中毛细特性的实验研究。实验获得了不同温度阶段下吸液芯毛细... 碱金属高温热管吸液芯的毛细特性对于热管的正常运行具有重要意义。本文采用毛细上升法和称重法在手套箱中开展了高温液态金属钠(简称液钠)在不同目数的304不锈钢丝网吸液芯中毛细特性的实验研究。实验获得了不同温度阶段下吸液芯毛细性能的变化规律,结果表明:在低于460℃阶段,吸液芯毛细性能提升有限,这是由于不锈钢表面Cr2O3氧化膜对液钠润湿性影响决定的。温度高于460℃之后,液钠与Cr_(2)O_(3)发生腐蚀反应,吸液芯毛细性能明显增强。且液钠对不锈钢表面氧化膜的破坏是不可逆的,在后续加热周期的温度变化阶段将保持最佳浸润性,吸液芯毛细特性将主要受到表面张力物性的影响,呈现随温度升高吸液芯质量下降的变化趋势。根据毛细理论并结合吸液芯结构建立了吸液芯毛细抽吸模型,降温阶段模型预测吸钠质量与实验值的误差在12%以内。 展开更多
关键词 高温热管 丝网吸液芯 液钠 毛细特性 毛细抽吸模型
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用于大功率航天器的3D打印钛水热管设计及试验研究 被引量：4
7
作者 周强 王录 +4 位作者 刘畅 徐亚威 黄金印 张红星 苗建印 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2020年第4期86-92,共7页
针对应用于空间核动力及大功率航天器的高温热排散技术,介绍了一种基于3D打印增材制造技术的钛水热管,满足100~300℃温区热量的远距离传输需求。该热管壳体及毛细芯结构通过3D打印技术一体成型,解决了中高温热管在制造方面的诸多难题。... 针对应用于空间核动力及大功率航天器的高温热排散技术,介绍了一种基于3D打印增材制造技术的钛水热管,满足100~300℃温区热量的远距离传输需求。该热管壳体及毛细芯结构通过3D打印技术一体成型,解决了中高温热管在制造方面的诸多难题。文章对热管的传热能力进行了理论分析,分析结果表明热管在180~250℃区间内传热能力最佳,同时搭建了热管启动以及传热能力的试验验证平台,对热管在水平以及逆重力姿态的传热能力进行了试验验证,并与理论分析结果进行了比较。试验结果表明:3D打印技术可成功应用于槽道热管的制造。该钛水热管后续将应用于航天器高温热排散系统的地面演示系统中,用于连接高温两相流体回路冷凝器和碳纤维材料辐射板。 展开更多
关键词 高温 热排散 3D打印 热管
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高温热管热风炉在白炭黑工业中的应用 被引量：4
8
作者 陈敏 张素军 《节能技术》 CAS 1999年第2期11-12,共2页
本文对传统的白炭黑干燥技术进行了分析，提出了应用高温热管热风护为白炭黑喷雾干燥提供热源，并将在某化工厂的应用结果与白炭黑喷雾干燥用燃油热风炉进行比较。
关键词 高温热管 热风炉 白炭黑 干燥 炭黑工艺
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固态热管反应堆模拟装置热工水力特性分析 被引量：3
9
作者 张胤 王成龙 +5 位作者 唐思邈 李建 张大林 秋穗正 田文喜 苏光辉 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期984-990,共7页
热管反应堆具有小型化、结构简单、固有安全性高等优势,有着广泛的应用前景和研究意义。本文采用CFD方法对热管反应堆模拟装置进行了稳态工况下的热工水力特性分析,并与实验结果进行对比。结果表明,热管各测点温度相对误差不超过5.5%,... 热管反应堆具有小型化、结构简单、固有安全性高等优势,有着广泛的应用前景和研究意义。本文采用CFD方法对热管反应堆模拟装置进行了稳态工况下的热工水力特性分析,并与实验结果进行对比。结果表明,热管各测点温度相对误差不超过5.5%,温差发电器热端各测点温度相对误差不超过3.1%,证明了该模型方法的可行性和正确性。本研究为热管反应堆的数值模拟提供理论指导与方法支撑。 展开更多
关键词 热管反应堆 高温热管 温差发电器 数值模拟
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液态金属高温热管传热极限研究 被引量：1
10
作者 张嘉睿 田智星 +4 位作者 王成龙 田文喜 郭凯伦 秋穗正 苏光辉 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期2024-2031,共8页
热管作为一种高效可靠、可进行长距离传热的非能动设备,在核能领域有着广泛的应用。本文针对工质为钠、充液量为158 g与208 g的毛细驱动热管,对其传热极限开展实验和理论研究。实验方面,设计搭建了高温热管传热极限测试分析实验平台,研... 热管作为一种高效可靠、可进行长距离传热的非能动设备,在核能领域有着广泛的应用。本文针对工质为钠、充液量为158 g与208 g的毛细驱动热管,对其传热极限开展实验和理论研究。实验方面,设计搭建了高温热管传热极限测试分析实验平台,研究了液态金属高温热管在不同水平倾角和不同加热功率下传热功率的变化。理论方面,验证了连续流动极限与夹带极限理论模型的正确性,总结了两种极限的发生规律。研究发现,热管连续流动极限影响热管的启动;由于水平夹角较大时转变温度较高,因此大角度下的热管更容易发生连续流动极限,小角度下经验模型的预测误差在6.58%以内,大角度下误差超过28%。夹带极限发生时热管蒸发段温度骤升且冷凝段温度出现波动,热管倾角越大夹带极限越容易发生,经验模型在不同角度下均存在误差,大角度下误差超过100%。本文总结了连续流动极限与夹带极限的发生规律,为先进核反应堆系统中热管的设计提供参考。 展开更多
关键词 高温热管 传热极限 水平倾角 加热功率
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高温热管在硫酸工业余热回收中的应用 被引量：2
11
作者 许圣华 冯踏青 《节能技术》 CAS 1999年第5期5-6,共2页
将高温热管蒸汽发生器应用于硫酸生产工艺,回收了大量的SO_2炉气高温余热,解决了硫酸生产工艺炉气降温的难题,取得了很好的经济效益和社会效益.
关键词 高温热管 硫酸工业 余热回收 经济效益
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煤制乙二醇含N_2O废气处理工艺设计 被引量：2
12
作者 毛向荣 周亚明 《煤化工》 CAS 2017年第1期22-25,共4页
比较了催化还原、高温分解和De O23种常用含N2O废气处理工艺,针对煤制乙二醇工艺废气的特性,选择了高温分解工艺。研究了分解温度和废气组成对该工艺的影响。通过采用辅助气源CO的燃烧,同时应用先进的焚烧炉技术,使炉内温度快速升到1 10... 比较了催化还原、高温分解和De O23种常用含N2O废气处理工艺,针对煤制乙二醇工艺废气的特性,选择了高温分解工艺。研究了分解温度和废气组成对该工艺的影响。通过采用辅助气源CO的燃烧,同时应用先进的焚烧炉技术,使炉内温度快速升到1 100℃以上,确保N2O的分解率达95%以上,再依据废气组成情况,选配选择性非催化还原反应器。该工艺还设置了不同形式的换热器以回收能量,降低能耗。 展开更多
关键词 N2O 煤制乙二醇 高温分解 选择性催化还原（SCR） 燃烧器 空气预热器 热管蒸发器
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高温热管在高温热风炉上的应用 被引量：1
13
作者 许圣华 冯踏青 《节能》 1999年第9期20-22,共3页
介绍了一种新型高温热风炉的工作原理、性能及结构特点。实际应用表明，采用以高温热管为主，同时配以部分中、低温热管作为传热元件制造而成的高温热风炉具有独特的优点和显著的节能效果，有着重要的推广价值和广泛的应用前景。
关键词 高温热管 高温 热风炉 节能 原理 性能
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基于场协同理论的高温热管散热模拟分析 被引量：1
14
作者 于萍 耿伟轩 +1 位作者 邵园园 郭华锋 《流体机械》 CSCD 北大核心 2019年第3期84-88,51,共6页
为了提高碟式太阳能热发电系统的高温热管的散热特性,根据场协同理论,利用变分法构造拉格朗日函数,从而求出附加体积力的动量方程,采用数值模拟的方法研究了纵向涡流强度和进口流体雷诺数对水夹套管内对流换热和阻力特征的影响,提出了... 为了提高碟式太阳能热发电系统的高温热管的散热特性,根据场协同理论,利用变分法构造拉格朗日函数,从而求出附加体积力的动量方程,采用数值模拟的方法研究了纵向涡流强度和进口流体雷诺数对水夹套管内对流换热和阻力特征的影响,提出了流场优化强化换热的方法。研究发现基于场协同理论纵向涡流可以明显强化水夹套管内的对流换热,但同时流体流动阻力也随之增大,并且流动阻力的增加幅度要小于对流换热增强的幅度;纵向涡流强度越大,进口流体雷诺数越大,流体具有更为优良的综合强化换热特征。 展开更多
关键词 强化传热 高温热管 纵向涡 场协同理论 数值模拟
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疏导式热防护在翼前缘中的应用探索 被引量：1
15
作者 朱晓军 李锋 +2 位作者 欧东斌 陈连忠 周凯 《力学与实践》 北大核心 2019年第4期388-392,共5页
针对高超声速飞行器飞行时翼前缘存在着严重的气动加热问题,为了保证翼前缘的尖锐外形,提出疏导式热防护结构,利用内置高温热管结构为翼前缘提供热防护。采用数值模拟和电弧风洞试验的方法对翼前缘疏导式结构进行了分析,得到翼前缘内置... 针对高超声速飞行器飞行时翼前缘存在着严重的气动加热问题,为了保证翼前缘的尖锐外形,提出疏导式热防护结构,利用内置高温热管结构为翼前缘提供热防护。采用数值模拟和电弧风洞试验的方法对翼前缘疏导式结构进行了分析,得到翼前缘内置高温热管具有的防热效果。数值模拟结果表明在一定热环境条件下,翼前缘驻点温度下降了304 K,尾部最低温度升高了130 K,实现了热流从高温区到低温区的疏导,减弱了翼前缘的热载荷,强化了翼前缘的热防护能力。通过电弧风洞试验可以获得相同的热防护结果,并且在一定飞行条件下高温热管可以自适应启动,验证了数值模拟方法的准确性以及翼前缘内置高温热管疏导式热防护结构的可行性。 展开更多
关键词 翼前缘 疏导式热防护 高温热管 数值模拟 电弧风洞
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热管堆用高温热管参数敏感性分析和优化
16
作者 田智星 王成龙 +4 位作者 郭凯伦 张大林 田文喜 秋穗正 苏光辉 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期85-92,共8页
热管堆用高温热管的设计是存在约束的多目标优化问题,本文旨在实现高温热管的快速多目标设计优化。针对高温热管,考虑干道、槽道、丝网、烧结等吸液芯,基于改进热阻网络法,采用非支配遗传算法Ⅱ对热阻和毛细质量流量进行优化。结果表明... 热管堆用高温热管的设计是存在约束的多目标优化问题,本文旨在实现高温热管的快速多目标设计优化。针对高温热管,考虑干道、槽道、丝网、烧结等吸液芯,基于改进热阻网络法,采用非支配遗传算法Ⅱ对热阻和毛细质量流量进行优化。结果表明,热管性能与工质和吸液芯有关,圆形和矩形干道采用工质钾更佳,三角槽和烧结纤维采用工质钠更佳;钠热管中热阻性能优劣依次为环形干道、丝网、矩形槽、烧结颗粒、烧结纤维、三角槽、圆形干道、矩形干道,流量性能优劣依次为环形干道、丝网、烧结颗粒、矩形槽、矩形干道、圆形干道、三角槽、烧结纤维;在800~950 K范围内,工作温度提升导致除环形干道外热阻减小89.9%以上,流量增加320.8%以上,环形干道中热阻减小93.5%,但流量减小8.8%。本研究可为核反应堆高温热管设计优化提供参考,提升高温热管性能。 展开更多
关键词 高温热管 非支配遗传算法Ⅱ 热阻网络 参数优化
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高温热管失效原因分析 被引量：1
17
作者 于治水 刘孝曾 +3 位作者 朱德书 张建勋 张彪 杜敏华 《华东船舶工业学院学报》 1997年第2期44-48,共5页
采用金相分析、ＳＥＭ、Ｘ射线能谱分析（ＥＤＡＸ）及Ｘ射线衍射手段，对高温热管中液态钾对不锈钢管壁及管中不锈钢网的腐蚀产物进行了分析。结果表明，在管壁近表面形成２００μｍ宽的脆性腐蚀层，钾由管壁内表面向管壁扩散，管内钾... 采用金相分析、ＳＥＭ、Ｘ射线能谱分析（ＥＤＡＸ）及Ｘ射线衍射手段，对高温热管中液态钾对不锈钢管壁及管中不锈钢网的腐蚀产物进行了分析。结果表明，在管壁近表面形成２００μｍ宽的脆性腐蚀层，钾由管壁内表面向管壁扩散，管内钾与不锈钢网相互作用形成富钾的混合物，在混合物中存在残余的不锈钢丝。 展开更多
关键词 高温热管 失效分析 热管 金相分析 SEM
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倾斜角度变化对高温热管翅工作性能影响 被引量：5
18
作者 赵蔚琳 庄骏 张红 《石油化工设备》 CAS 2004年第1期9-12,共4页
为研究高温热管翅在应用过程中倾斜放置对换热设备的性能影响 ,对一高温热管翅在不同倾斜角度下进行实验 ,比较分析该高温热管翅在不同角度下起动、稳态运行的工作情况。实验结果表明 ,在起动过程中 ,倾斜角度的变化对蒸发段温度影响不... 为研究高温热管翅在应用过程中倾斜放置对换热设备的性能影响 ,对一高温热管翅在不同倾斜角度下进行实验 ,比较分析该高温热管翅在不同角度下起动、稳态运行的工作情况。实验结果表明 ,在起动过程中 ,倾斜角度的变化对蒸发段温度影响不大 ,但对冷凝段末端温度有一定的影响 ,特别是在低功率下工作时。在稳定状态运行时 ,传热系数随功率的增加而增大 ,同一功率下热管翅倾斜放置在 4 5°的位置传热性能最好。 展开更多
关键词 热管 高温热管翅 起动过程 稳态过程
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前缘一体化高温热管结构防热效果的实验研究 被引量：4
19
作者 朱晓军 刘祥 +2 位作者 李锋 欧东斌 陈连忠 《气体物理》 2022年第5期78-88,共11页
为了研究复杂构型前缘一体化高温热管结构在高热流密度状态下的防热效果,设计了飞行器气动加热轨道,实现了高温热管低状态完全启动、高状态极限考核。然后采用超声速电弧风洞驻点自由射流结合轨道模拟技术,模拟乘波体飞行器的前缘疏导... 为了研究复杂构型前缘一体化高温热管结构在高热流密度状态下的防热效果,设计了飞行器气动加热轨道,实现了高温热管低状态完全启动、高状态极限考核。然后采用超声速电弧风洞驻点自由射流结合轨道模拟技术,模拟乘波体飞行器的前缘疏导构件的气动加热环境,开展了前缘一体化高温热管结构防热效果研究。实验结果表明,一体化高温热管结构能够多次使用,低状态下高温热管的启动时间约为115 s,在高状态下结构依然有效,降温系数达到24.5%,验证了前缘疏导式防热结构的防热效果,可为未来新型高超声速飞行器非烧蚀热防护系统的设计提供指导。 展开更多
关键词 一体化高温热管 防热效果 电弧风洞 气动加热 非烧蚀
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高温热管热风炉在白炭黑工业中的应用 被引量：4
20
作者 陈敏 张素军 《节能》 1999年第6期25-26,共2页
对传统的白炭黑干燥技术进行了分析，提出了应用高温热管热风炉为白炭黑喷雾干燥提供热源，并将在某化工厂的应用结果与白炭黑喷雾干燥用燃油热风炉进行了比较。
关键词 高温热管 热风炉 白炭黑 干燥
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