[发明专利]一种具有对等分流结构的脉动热管

说明书

本发明涉及一种具有对等分流结构的脉动热管，属于热管的强化传热领域。脉动热管包括闭式回路脉动热管中的蒸发段管和冷凝段管，在闭式回路脉动热管中的蒸发段管和冷凝段管之间设有一个或多个对等分流支路管，在对等分流支路管的两端分别通过对等分流三通接头与蒸发段管和冷凝段管相连通，冷凝段管段上设有抽真空注液口。由于该对等分流结构的存在，能够促进并维持工质在脉动热管内形成可控的单向循环流动，抑制脉动热管中出现局部脉动、停滞、反向倒流等流态交错问题，对于缩短脉动热管的启动时间，加强脉动热管的换热能力，具有广泛的实用性。

技术领域

本发明涉及一种具有对等分流结构的脉动热管，属于热管的强化传热领域。

背景技术

随着社会对于强化传热技术的需要，各种类型的热管的迅速发展，其依靠自身内部工作液体的相变实现传热的传热元件，具有很高的导热性、优良的等温性、广泛的环境适应性等优点，包括重力热管、旋转热管、环路热管、脉动热管等等。

而基于环路热虹吸管发展起来的脉动热管，利用相变产生汽泡驱动工质流动，因其结构简单、无需吸液芯以及独特的散热性能和良好的空间适应性正日益受到关注，被认为是一种极具发展前景的强化传热技术。但其内部机理非常复杂，涉及多学科、多参数的汽液两相流系统，实验和理论研究都还处于初级阶段。脉动热管内部的流动属于微细通道内的汽液两相流动，运行过程中其内部工质的压力、温度和速度均呈现脉动性，存在许多热力不平衡现象，因此，其运行特性带有很大的随机性和复杂性。从流动方向来看，脉动热管内工质的流动可分为脉动流和循环流。工质在管内的单向循环流动，可以改善由蒸发段到冷凝段工质输送，强化热量传递，提高脉动热管的传热性能。

但是，实际运行中，热管内部工质在启动前期震荡方向随机，更多情况下是在原位置徘徊往复震荡运动，这就造成传统脉动热管的热量传导在前期速度较慢，且即使受热达一定程度，但不利于内部工质建立快速单向循环，虽能形成初步的稳定单向循环流，但该单向流亦难以维持的，通常会和局部脉动、停滞、反向倒流等流态交错出现，运行现象十分复杂。因此，脉动热管运行的稳定性及传热的可控性有待提高。所以如何解决这一问题成为提高脉动热管换热效果的重要因素之一。

虽然某些学者采用了单向阀(止回阀)等，来控制热管中工质的单向循环流动，但是，由于其存在运动部件，因此，会有磨损腐蚀等一系列不确定因素影响其有效运行。此外，使用单向阀虽然能够控制工质单向循环流动，但是由于其正向流动时，仍然需要克服单向阀带来的阻力，使得气液脉动的速度下降，也同样遏制了脉动热管的优点，因此，亟需一种运行可靠，无磨损，能充分发挥脉动热管优势的特殊思路。

综上所述，对于脉动热管，如何高效可靠的实现稳定单向循环流动，对于改善其换热能力具有重大意义。

发明内容

技术问题：本发明的目的是要克服现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、成本低、可靠性高、气密性好、气阻小、无需外加动力、易于实现微型化、能明显缩短启动时间的具有对等分流结构的脉动热管。

技术方案：本发明的一种具有对等分流结构的脉动热管，包括一个或多个闭式回路脉动热管中的蒸发段管和冷凝段管，在所述一个或多个闭式回路脉动热管中的蒸发段管和冷凝段管之间分别设有一个或多个对等分流支路管，所述的对等分流支路管的两端分别通过对等分流三通接头与蒸发段管和冷凝段管相连通，所述的冷凝段管段上设有抽真空注液口。

所述的对等分流三通接头包括裤型三通、T型三通、爪型三通、W型三通或Y型对等分流三通接头。

所述的对等分流三通接头的主流口的中部设有一块隔板，将主流口分为对称连通2个分流口的流道。

所述的对等分流支路管结构呈S形、C形、U形、环形、波纹形，弧线形或直线型。

所述的蒸发段管、冷凝段管和对等分流三通接头的内管径的当量直径d需满足下式：