[发明专利]旋转热管性能检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种旋转热管性能检测装置，具体地说，涉及一种适用于检测旋转热管传热性能的检测装置。

背景技术

热管是一种高效传热元件，它可将大量热量通过其很小的截面积，远距离地传输而无需外加动力，因此其应用范围十分广泛。旋转热管是一种利用离心力取代普通热管的毛细力驱使工作流体从冷凝段向蒸发段回流的特殊热管，典型的旋转热管的换热原理如图1所示，管壳内部是一个锥角为α的锥形工作腔，当旋转热管以转速ω旋转时，在半径r处产生沿管壁的离心力分量ω²rsinα 和垂直于管壁的离心力分量ω²rcosα，蒸发段受热时，热量通过管壳进入工作腔，引起工作流体的蒸发形成蒸汽，蒸汽在压差作用下通过绝热段向冷凝段流动，在冷凝段释放热量重新凝结为工作流体，在离心力分量ω2rsinα驱动下回流至蒸发段。旋转热管不存在普通热管的毛细极限，声速极限与普通热管相似，而且其蒸汽空间较大，一般不易出现声速极限和携带极限。旋转热管在航空发动机涡轮盘散热、电机主轴散热以及刀具散热（如钻头）等高速旋转工况下有广泛的应用。由于热管制作工艺涉及抽真空、注液、密封等多个环节，其中任何一个环节出现问题都对热管传热性能有很大影响，因此热管在使用之前，要对其进行检测，以判定其是否具备良好的传热性能。普通热管处于静态换热场合，其检测较为方便。而旋转热管只有在高速旋转时才形成真正的传热循环，在这种状态下进行检测要困难得多。因此，设计研制能够在高速旋转状态下检测旋转热管传热性能的装置，是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种结构简单并能快速简便地检测在高速旋转状态下的旋转热管的传热性能的旋转热管性能检测装置。

实现本发明目的的技术方案是：一种旋转热管性能检测装置，它包括计算机和信号采集卡以及均沿旋转热管轴向分布并可与旋转热管管壳接触的铜导线和若干电热丝，计算机通过数据线与信号采集卡相连接，每根电热丝和铜导线通过旋转热管管壳形成一回路，在电热丝和铜导线与旋转热管管壳接触的一端固定有支撑装置，铜导线7和电热丝的另一端分别与信号采集卡相连接。

进一步，所述的支撑装置由支架、底座和若干弹簧片组成，支架的下端与底座固定连接，支架与若干弹簧片固定连接，所述的铜导线和电热丝分别固定在相对应的弹簧片上。

更进一步，所述的电热丝为镍铬丝。 

采用了上述技术方案后，旋转热管工作时，其内部的蒸汽处于饱和状态，而蒸汽的温度在一定的饱和蒸汽压下也是确定的，因此旋转热管管内各处的蒸汽温度差别非常小，即可以认为旋转热管工作腔内各个空间位置的温度是相等的，由于旋转热管的高密闭性和高转速，直接测量旋转热管内部的温度是比较困难的，采用测量旋转热管不同点的管壳温度来进行间接测量，不同点的温度之差越小，说明旋转热管传热性能越好，旋转热管工作时，沿旋转热管轴向均布的若干根电热丝将旋转热管不同点的管壳热电势信号传递给信号采集卡，信号采集卡将这些热电势信号转换为数据并传递给计算机，通过在计算机上的温度测量软件进行分析处理，得到不同坐标处的温度，然后通过不同位置处的温度之差，来评价旋转热管的等温性，从而达到检测旋转热管传热性能的目的；电热丝采用镍铬丝，镍铬丝具有较高的电阻率，表面抗氧化性好，能够承受的温度级别高，在高温下有较高的强度，使得旋转热管在旋转时，电热丝不会由于长时间的高温而断裂，影响检测效果。

附图说明

图1为旋转热管的换热原理图；

图2为本发明的旋转热管性能检测装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，

如图2所示，一种旋转热管性能检测装置，它包括计算机9和信号采集卡10以及均沿旋转热管2轴向分布并可与旋转热管2管壳接触的铜导线7和若干电热丝8，计算机9通过数据线11与信号采集卡10相连接，每根电热丝8和铜导线7通过旋转热管2管壳形成一回路，在电热丝8和铜导线7与旋转热管2管壳接触的一端固定有支撑装置，铜导线7和电热丝8的另一端分别与信号采集卡10相连接。

支撑装置由支架5、底座6和若干弹簧片4组成，支架5的下端与底座6固定连接，支架5与若干弹簧片4固定连接，所述的铜导线7和电热丝8分别固定在相对应的弹簧片4上。

电热丝8为镍铬丝。 

本发明的工作原理如下：