高温及超高温热管的相容性和传热性能
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- 研究论文
高温及超高温热管的相容性和传热性能
曲 伟, 王焕光
( 中国科学院工程热物理研究所, 北京 100190)
摘要: 对高温热管及超高温热管的相容性和实验件的传热性能进行了研究。提出了微电池腐蚀的机理, 说明了
材料、工质的选择匹配要求等相容性要求。设计、加工了钠高温热管及锂超高温热管, 并对热管的传热特性进
行了实验研究。高温及超高温热管工作时应注意要远离声速传热极限; 超高温热管的传热极限结果表明, 超高
温热管应工作在更高的温度和更大的热通量。
关键词: 高温热管; 超高温热管; 相容性; 传热极限
中图分类号: TK 124 文献标志码: A 文章编号: 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
高超声速飞行器、航天飞机等在飞行时速度一
般会达到高超音速, 在翼前缘会产生很大的气动
热。传统的方法是采用特殊的材料在高温时产生烧
蚀, 通过烧蚀走掉材料的相变潜热和显热将产生的
气动热带走[ 1 -3]
。这种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。
联系人及第一作者: 曲伟 ( 1966 ) , 男, 研究员。
基金项目: 国家高技术研究发展计划项目 ( 2007AA05Z257)。
特殊飞行器能够长时间飞行, 并保证可靠性, 驻点
的热防护问题需找到新的途径来解决。
高温热管一般采用碱金属作为工质, 碱金属的
汽化潜热很大, 在高温条件下的饱和压力也不大,
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)
同样具有传热性能高、等温性好、变热通量等特
性, 在特殊飞行器的热控制领域应该发挥作用。通
过工质的选择和特殊设计可使其热管温度超过
500、1000、1500 甚至更高。工作温度范围在
500~ 1100 的热管一般采用钠作为工质, 称为高温热...
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