北京航空航天大学2014－2015学年第一学期现代飞行器环境控制新技术班级班学号姓名____成绩_______航空科学与工程学院二零一五年一月二十六日PAGE\*MERGEFORMAT20环路热管TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc409990481"1.基础知识PAGEREF_Toc409990481\h3HYPERLINK\l"_Toc409990482"1.1传统热管简介PAGEREF_Toc409990482\h3HYPERLINK\l"_Toc409990483"1.1.1传统热管的工作原理PAGEREF_Toc409990483\h3HYPERLINK\l"_Toc409990484"1.1.2传统热管的优点与局限PAGEREF_Toc409990484\h4HYPERLINK\l"_Toc409990485"1.2环路热管简介PAGEREF_Toc409990485\h5HYPERLINK\l"_Toc409990486"1.2.1系统构成与工作原理PAGEREF_Toc409990486\h5HYPERLINK\l"_Toc409990487"1.2.2部件介绍PAGEREF_Toc409990487\h7HYPERLINK\l"_Toc409990488"1.2.3工质选择PAGEREF_Toc409990488\h9HYPERLINK\l"_Toc409990489"2.国内外研究现状PAGEREF_Toc409990489\h10HYPERLINK\l"_Toc409990490"2.1环路热管的实验研究PAGEREF_Toc409990490\h10HYPERLINK\l"_Toc409990491"2.2环路热管的理论建模PAGEREF_Toc409990491\h12HYPERLINK\l"_Toc409990492"3.关键技术PAGEREF_Toc409990492\h13HYPERLINK\l"_Toc409990493"4.主要研究内容PAGEREF_Toc409990493\h15HYPERLINK\l"_Toc409990494"5.结论PAGEREF_Toc409990494\h15HYPERLINK\l"_Toc409990495"6.参考文献PAGEREF_Toc409990495\h17环路热管1.基础知识1.1传统热管简介1.1.1传统热管的工作原理图1.1给出传统热管的结构示意图，沿管长方向依次为蒸发段、绝热段和冷凝段。传统热管利用工质的蒸发和凝结来传递热量，液体工质在蒸发段吸热蒸发，产生的蒸气沿热管中心蒸气通道经绝热段流至冷凝段冷凝放热，凝结的液体在毛细芯产生的毛细压力作用下经毛细芯从冷凝段回流至蒸发段，如此循环，实现热量从热源至热沉的高效传输，而无需外加动力。蒸气流向回流方向热源热沉蒸发段绝热段冷凝段图1.1传统热管示意图图1.2毛细压力驱动工质循环毛细压力是热管内工质循环的驱动力。如图1.2所示，在热管的蒸发段，液体不断从毛细芯表面蒸发变成蒸气，致使气液界面的曲率半径逐渐减小，气液界面两侧的压差相应增大；而在冷凝段，蒸气不断在毛细芯表面凝结变成液体，致使毛细孔内的气液界面趋于一个平面，曲率半径不断增大，气液界面两侧的压差相应减小。毛细芯提供的毛细压力可表示为：（1.1）工质在热管内循环的压降主要包括蒸气从蒸发段流向冷凝段的压降，液体从冷凝段回流至蒸发段的压降以及重力对液体流动引起的压降（蒸发器位于冷凝器下端时，重力辅助液体回流，此项为负值；蒸发器位于冷凝器上端时，重力阻碍液体回流，此项为正值）。热管的正常运行要求毛细芯提供的毛细压力与工质循环的总压降相平衡，如式（1.2）所示：（1.2）工质在毛细芯内的接触角具有自调节功能，根据式（1.1），毛细芯提供的毛细压力随着接触角的变化而改变，从而保证式（1.2）一直成立。当蒸发段毛细芯内接触角θe为零度，冷凝段毛细芯内接触角θc为90度时，毛细芯提供的毛细压力达到最大值：（1.3）当热管内工质循环的总压降等于毛细芯所能提供的最大毛细压力时，热管的传热能力达到最大，即达到了毛细限。继续增大热载荷，毛细芯无法提供足够的驱动力，热管将无法正常运行。1.1.2传统热管的优点与局限热管作为一种具有超高导热性能的传热元