重力型热管应用于燃料电池散热的实验研究

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能源是人类社会生活发展的物质基础。在社会发展过程中,能量供给方式不仅影响了生产生活的正常快速运行,还潜移默化的影响着社会的发展。燃料电池是一种高效,清洁,目前研究较为成熟的新型发电技术。燃料电池的冷却也成为燃料电池热管理研究的一项重要组成。本论文设计并研制了重力型平板式热管换热器实验装置,建立了燃料电池产热模拟装置与热管循环系统进行实验。通过实验,研究了运行时垂直进出型蒸发器与直进直出型蒸发器布置方式下热管系统的换热能力以及蒸发器表面的温度变化。对于垂直进出式蒸发器:在输入热流密度小于222W/m~2时,因未产生有效蒸发相变不建议使用该热管系统进行散热。在热流密度大于444W/m~2时,采取倾斜角45°放置蒸发器对降低蒸发器表面温度最为有利。随输入功率的提升,蒸发器从稳定排出蒸汽逐渐转化为以脉动形式排出蒸汽。最后随着脉动频率的增加脉动幅度的减少又再次逐渐回到稳定排出蒸汽的状态。在热流密度大于444W/m~2小于1111W/m~2热管稳定运行时温度开始出现波动。在热流密度大于1111W/m~2小于1333.2W/m~2时温度波动幅度达到最大。在热流密度大于1333.3W/m~2小于2222.2W/m~2时温度波动幅度开始减小直至温度近乎稳定。对于直进直出式蒸发器:蒸发器倾斜角在15°至30°之间换热效果最好。倾斜角度较大时换热效果会有所下降。但是倾斜角0°放置的蒸发器与小倾斜角实验组相比换热能力有所下降。
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