[其他]传热壁

摘要

本发明为一种传热壁，在其外表面下有孔隙、外表面上有限制开口，为改善其传热性能，特别是在低压低温状态下的传热性能，在选定范围内加大每个孔隙顶部的壁厚和加长限制开口的长度，并给出了这两个参数的选用范围。

主权项

1、一种传热壁，其结构为：该传热壁外层有若干细长孔隙，这些孔隙和传热壁外表面被若干上盖隔开，这些上盖本身是上述传热壁的一部分，孔隙和传热壁外表面之间被若干通路勾通，在上述通路上有限制开口，这些限制开口的横截面积小于孔隙最大横截面积，且彼此独立，上述传热壁是用同一种导热材料制成的，其特征在于：上盖厚度(即孔隙顶端与传热壁外表面之间的距离)Z*(cm)和孔隙到传热壁外表面的通路长度1(cm)同时满足下述与传热壁材料及壁内流动液体有关的条件：以及其中erf是误差函数，aw是传热壁的热扩散率(cm2/S)；Ts是沸腾液体的饱和温度(K)；σ是沸腾液体的表面张力(dyn/cm)；λ■是沸腾液体的导热系数(W/K·cm)；ρv是沸腾液体的蒸汽密度(g/cm3)；hfg是沸腾液体的蒸发潜热(J/g)；γv是蒸汽的动力粘性系数(cm2/S)；do是限制开口的直径(cm)；qw是投影面上的热通量(W/cm2)；NA/A是气泡生成点的数密度(NA/A＝Cb·do04·qw0.5采用氟里昂或液氮作沸腾液体时Cb＝80，用水时Cb＝95)；CT、Cq、Cf和Ch是由沸腾液体物理特性决定的常数，其中CT＝0.02，Cq＝0.00067，Cf＝0.098，Ch＝0.058本发明涉及一种传热壁，特别是蒸发器或散热器的传热表面，它是通过与平板或传热管外表面接触的液体的相变来传递热量的。目前，为提高沸腾传热或蒸发传热的性能已经对传热壁或散热面采取了各种技术措施。例如：有一种方法是通过烧结、喷焊或其它类似手段使传热壁外表面形成多孔层。这样的传热表面具有比平面或光滑表面更高的传热性能。但是，由于多孔层的孔很小，一旦沸腾液体中含有的杂质或者未沸腾液体本身堵住孔隙，就会损害传热性能。此外，多孔层中的孔大小不一，所以各处的传热性能也不相同。另外，在美国第4060125号专利中，提到一种传热表面上有孔道、开口和上盖的传热壁，这种传热壁的传热效能较高。与烧结的多孔层相比，开口尺寸较大。因此，由于杂质或末沸腾液体的堵塞引起的效能降低现象就可能被消除。但是，在有开口和孔道的传热壁中有一个与传热面上热载荷相对应的最佳开口直径。因此，热载荷过大或者过小都会降低传热性能。特别是在低热通量时(例如qw＜2W/cm2，R-11)，换热系数会降低。这种趋势在压力减小时(例如当压力降低到PS＝0.04MPa)更为明显。这种在低热通量和低压情况下性能降低的问题在其他多孔结构(如金属烧结表面)的传热表面上也已经遇到，这已成为严重的工业问题。另外，日本专利申清公开第77-14260号提到一种传热结构，在这种传热结构中不是限制开孔的大小，而是增加孔的深度，当冷却剂经过该孔时被四周接触面加热，象气泡似的被吹到外面。在这种传热结构中，因为开口的大小并不是象实施例那样受限制，气泡未充满孔道内部，而随着长孔或深孔中冷却剂的加热和汽化加剧，形成孔道或长孔的通路所产生的虹吸现象也加剧了。所以即使在这种传热壁结构中，也不能理想地增大换热系数，特别是在低热通量和低压状态下。再有，日本专利申请公开第76-45353号给出一种传热壁，在该沸腾传热表面结构中，外表面下面有孔隙，紧靠肋片处有窄开口使得孔隙和外部勾通。其尺寸满足关系式S·L/D≤3(D≤0.12)，其