高溫及超高溫熱管的相容性和傳熱性能
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- 研究論文
高溫及超高溫熱管的相容性和傳熱性能
曲 偉, 王煥光
( 中國科學院工程熱物理研究所, 北京 100190)
摘要: 對高溫熱管及超高溫熱管的相容性和實驗件的傳熱性能進行了研究。提出了微電池腐蝕的機理, 說明了
材料、工質的選擇匹配要求等相容性要求。設計、加工了鈉高溫熱管及鋰超高溫熱管, 并對熱管的傳熱特性進
行了實驗研究。高溫及超高溫熱管工作時應注意要遠離聲速傳熱極限; 超高溫熱管的傳熱極限結果表明, 超高
溫熱管應工作在更高的溫度和更大的熱通量。
關鍵詞: 高溫熱管; 超高溫熱管; 相容性; 傳熱極限
中圖分類號: TK 124 文獻標志碼: A 文章編號: 0438- 1157 ( 2011) S1- 077- 05
Compatibi lity and heat transfer of high and super high temperature heat pipes
QUWei, WANGHu anguang
( I nstitute of Eng ineer ing Thermop hy s ics , Chinese A cademy of Sciences , Beij ing 100190, China)
Abstract: The compatibili t ies of high and super high temperature heat pipes w ere studied and the heat
pipes w ere designed, made and ex perimented T he mechanism of micro cell er osion w as put forw ard,
further the compat ibility of heat pipe shell mater ial and w or king f luids w as accounted fo r T he so dium high
temperature heat pipe and lithium super high temperature heat pipe w ere designed and ex perimented The
heat pipes could be started up successfully, in the mean t ime the possible sonic limit should be paid
at tent ion T he r esult s of heat t ransfer limit s show ed that the super hig h temperature lithium heat pipe
should operate at a higher temper ature and higher heat flux compared w ith that of the sodium heat pipe
Key words: high temperatur e heat pipe; super high temperatur e heat pipe; compat ibility; heat
tr ansfer limi t s
引 言
高超聲速飛行器、航天飛機等在飛行時速度一
般會達到高超音速, 在翼前緣會產生很大的氣動
熱。傳統的方法是采用特殊的材料在高溫時產生燒
蝕, 通過燒蝕走掉材料的相變潛熱和顯熱將產生的
氣動熱帶走[ 1 -3]
。這種方法有很大的局限性, 欲使
2011- 04- 07 收到初稿, 2011- 04- 15 收到修改稿。
聯系人及第一作者: 曲偉 ( 1966 ) , 男, 研究員。
基金項目: 國家高技術研究發展計劃項目 ( 2007AA05Z257)。
特殊飛行器能夠長時間飛行, 并保證可靠性, 駐點
的熱防護問題需找到新的途徑來解決。
高溫熱管一般采用堿金屬作為工質, 堿金屬的
汽化潛熱很大, 在高溫條件下的飽和壓力也不大,
Received date: 2011- 04- 07
Correspon ding author: Prof QU Wei, w eiqu@ iet cn
Foun dat ion item: supp ort ed by the H igh -t ech Research an d
Devel opment Program of China ( 2007AA05Z257)
同樣具有傳熱性能高、等溫性好、變熱通量等特
性, 在特殊飛行器的熱控制領域應該發揮作用。通
過工質的選擇和特殊設計可使其熱管溫度超過
500、1000、1500 甚至更高。工作溫度范圍在
500~ 1100 的熱管一般采用鈉作為工質, 稱為高溫熱...
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