择要：依据设计参数，设计了一种钠热管，并对该钠热管的毛细极限、通报的最大功率、雷诺数、沸腾极限、携带极限、充灌量、不凝气体量及不凝气体对热管换热量的影响等举行了验算。后果标明：该钠热管的毛细极限、通报的最大功率、沸腾极限、携带极限均满意设计要求。雷诺数为151.28<2300，活动为层流。充灌量和不凝气体量辨别为14.8g，3.4×10^-12g，不凝气体对热管的传热量简直没有影响。

要害词：钠热管；设计；验算

热管的传热量和表观导热系数，是最优秀金属导热体的100～1000倍^[1]，因而普遍使用在空间技能、电子电器、动力动力、化工、轻工、冶金等范畴。本文根据文献^[1-6]的办法，依据设计要求，设计了一种钠热管，并对其相干参数举行了验算。这将为钠热管在工程中的加工及使用提供强无力的技能引导。

0 设计要求

设计初始假定事情温度1500K，取热管的外管径为25.4mm，热管的安排角度取70°，蒸发段位于冷凝段之上，管长取0.4m，蒸发段和冷凝段各取0.2m，设计传热的最大功率为215W。

1 壳体质料

选用与钠相容的镍为壳体质料，取壁厚为1.65mm。

2 热管的声速限

钠热管在1500K时，物感性质为

=3.577kJ/kg，=2.425kg/m³，=3.117×10^-5Ns/m²，=658 kg/m³，

=1.2410^-4 Ns/m²，=33W/(mK)，=8.2×10^-2N/m，

代入上如数据失掉=1.21×10^-4m。

即只需蒸汽腔大于1.21×10^-4m，即不会呈现声速极限。

3 吸液芯的选择盘算

依据热管的事情情况，决议选用镍制卷制丝网吸液芯举行设计。

3.1吸液芯所需克制的液柱静压头为

=2470N/m²

3.2选取丝网数量

依据文献，可取，以是，可求得=3.3×10^-5m。

查表失掉，对多层丝网可取，，因而，求得=15152m^-1，这相称与英制385目，取尺度390目，换算成公制为=15354 m^-1。

3.3最大毛细力

由，，得==3.26×10^-5m。

丝网差生的最大毛细压力为

=5031 N/m²。

3.4吸液芯的浸透率

查表得卷绕丝网浸透率为，而，

代入数据后，有=0.588，=1.04×10^-11m²。

3.5吸液芯截面积

=9.23×10^-5m²。

吸液芯的厚度

=1.4×10^-3m。

3.6吸液芯的层数

已知丝径=3.26×10^-5m，而每层网厚为，故层数=21.4。

取整为22层，故实践网厚=1.43×10^-3m。

实践蒸汽腔直径为=-=1.8cm。

4 验算

4.1毛细极限和盘算通报的最大功率

吸液芯实践厚度下的毛细极限为

=9.43×10^-5m²。

蒸汽摩擦系数

=1.39×10^-3N/(m²W) 。

液体摩擦系数

=53.7 N/(m²W)，

以是，=238.45 W >215 W。

4.2核算雷诺数

=151.28<2300，活动为层流。

4.3核算沸腾极限

=40.8W/(mK)，

以是，=37.13kW>215 W。

4.4核算携带极限

关于丝网吸液芯，有=1.63×10^-5m，

以是，=71.09kW。

4.5热管的充灌量

=14.8 g。

4.6真空度为时，不凝气体量

取=1500K，=10^{- 6}torr，

=3.4×10^-12g。

4.7不凝气体对热管换热量的影响

热管的周长和蒸汽腔的横截面积为

=7.98×10^-2m，

=2.54×10^-4m。

在最大传热负荷215W时，所需的冷凝段总长度可以盘算如下：

蒸发段的蒸汽温度=冷凝段的蒸汽温度=1500K，假定管壳和浸满液体芯的组合传热系数为568W/m²K。

5 结论

依据设计参数，设计了一种钠热管，并对该钠热管的毛细极限、通报的最大功率、雷诺数、沸腾极限、携带极限、充灌量、不凝气体量及不凝气体对热管换热量的影响等举行了验算。验算后果标明：该钠热管的毛细极限、通报的最大功率、沸腾极限、携带极限均满意设计要求。雷诺数为151.28<2300，活动为层流。充灌量和不凝气体量辨别为14.8g，3.4×10^-12g，不凝气体对热管的传热量简直没有影响。

参考文献

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