热管导热板当量导热系数研究
热管等效导热系数的数值模拟
热管等效导热系数的数值模拟
近年来，热管等效导热系数的数值模拟已被越来越多的热力学、动力学及化学研究所所采纳。
随着计算机技术的不断发展，在同一时间内能够处理更多和更复杂的数据，降低数值模拟的成本。
热管等效导热系数的数值模拟也因此而变得更加可行。
热管等效导热系数的数值模拟的本质，在于以计算机技术为基础，应用半定量理论实现对热管导热特性的模拟和估算。
控制方程式被用来描述热管等效导热系数，并利用数值方法实现强度数据的计算。
另外，由于多种物理流体性能的变化也可以使用此模型来描述，即可以获得热管的非均匀流动性能。
热管等效导热系数的数值模拟，是一种快速准确的方法，可以准确估算热管处的变形流动特性，及其因而产生的热管等效导热系数。
以此为基础，可以改进和优化热阀的设计，或者确定热阀的最佳参数，进而提高其在工程应用中的使用效率。
更重要的是，热管等效导热系数的数值模拟，对于各种应用领域都有重要的意义，以热力学、动力学及化学研究为例，如确定工程设计中热阀的机械强度、传热性能等，均需要此模型的支持。
因此，热管等效导热系数的数值模拟，无疑是一种方便、灵活、实用的解决方案。
平板导热系数测量的实验报告
平板导热系数测量一、实验目的：1. 巩固和深化稳定导热过程的基本理论，学习用平板法测定绝热材料导热系数的实验方法和技能。
2. 测定试验材料的导热系数。
3. 确定试验材料导热系数与温度的关系。
实验原理：导热系数还会随着温度、压力、湿度、物质的结构和重度等因素而变异。
各种材料的导热系数都用实验方法来测定，稳态平板法是一种应用一维稳态导热过程的基本原理来测定材料导热系数的方法，可以用来进行导热系数的测定实验，测定材料的导热系数及其和温度的关系。
实验设备是根据在一维稳态情况下通过平板的导热量Q 和平板两面的温差△t 成正比，和平板的厚度δ成反比，以及和导热系数λ成正比的关系来设计的。
我们知道，通过薄壁平板(壁厚小于十分之一壁长和壁宽)的稳定导热量为：Q= [W]被试验材料做成二块方形薄壁平板试件， 面积为300×300［ｍｍ2］，实际导热计算面积F 为200×200［ｍｍ2］，板的厚度为δ［ｍｍ2］。
平板试件分别被夹紧在加热器的上下热面和上下水套的冷面之间。
加热器的上下面和水套与试件的接触面都设有铜板F t · · ∆δλ二、实验台参数：1.试验材料2.试件外型尺寸：300×300 mm23.导热计算面积F: 200×200 mm2 (即主加热器的面积)4.试件厚度δ：(实测) 15mm5.主加热器电阻值： 100Ω6.辅加热器(每个)电阻值： Ω7.热电偶材料：镍铬一镍硅8.试件最高加热温度：≤80℃三、实验方法和步骤：１．将两个平板试件仔细地安装在加热器的上下面，试件表面应与铜板严密接触，不应有空隙存在。
在试件、加热器和水套等安装入位后．应在上面加压一定的重物，以使它们都能紧密接触。
2．联接和仔细检查各接线电路。
将主加热器的两个接线端用导线接至主加热器电源；而四个辅助加热器联成串联电路(实验台上已联接好)。
将主热电偶之一t2(或t1)接到跟踪控制器面板上中间的主热电偶接线柱上，而将辅热电偶之一t5(或t6)接到跟踪控制器上的相应接线柱上。
导热系数的测定实验
【
实 验 仪 器
】
1、热源：电热管、加热铜板。 2、样品架：样品支架、样品板。 3、测温部分：铜——康铜热电偶、数字式毫伏表。 仪 器 附 件（必备附件）有：
真空保温杯 橡 皮 样品 数字电压表 一只； 一块； 一台 硬铝样品 一块（附绝缘圆盘一块，供散热时覆盖用） 热电偶（铜-康铜） 二根 塞尺(测片) 一把
图1：稳态法测定导热系数实验装置图
【
实 验 内 容
】
1、取下固定螺丝，将样品放在加热盘与散热盘中间，然后固定：调节 底部的三个微调螺母，使样品与加热盘、散热盘接触良好； 2、将电热偶的两插头插在表盘的测2上，把冷端放在装有冰水混合物 的杜瓦瓶内的细玻璃管中，热端插在散热金的小插孔上：将另一热 电偶插在表盘的测1内，冷端也放入杜瓦瓶内的另一细管中；热端 插入加热盘上的小插孔中； 3、插好加热板的电源插头；再将驼线的一端与数字电压表相连，另一 端插在表盘的中间位置； 4、最后，分别接好导热系数测定仪与数字电压表的电源。 5、调节数字电压表的调零旋钮，再将加热开关拨至220V档，开始加热； 6、待稳定后，可以将切换开关分别拨至测1和测2端，记录此刻样品上、 下表面的温度；（每隔3分钟读样品上下表面的温度，若在10分钟 内样品上下表面的温度示数都不变。可以认为己经达到稳定状态。 7、移去样品，使加热盘与散热盘较好的接触，再将加热开关拨至 220V 档。加热散热盘。
【
注 意 事 项
】
h 1 m c | 2 3 t R 1 2 测θ 3值时可在θ 1、θ 2达到稳定时，将上面测θ 1 或θ 2的热电偶移下来进行测量。
| 3 t
、
1、在做稳态法时，要使温度稳定约要1个小时左右，为缩短时间，可先 将热板电源电压打在220V快速加热档，几分钟后θ 1 ＝ 4.00mV即可 将开关拨至110V慢速加热档待θ 1降至3.50mV左右时通过手动调节电 热板电压220V档、110V档及0V档，使θ 1读数在0.03mV范围内，同时 每隔2分钟记下样品上下圆盘A和P的温度θ 1 和θ 2的数值，待θ 2的 数值在10分钟内不变即可认为已达到稳定状态，记下此时的θ 1 和 θ 2值。 2、测金属的导热系数时θ 1 , θ 2值为稳态时金属样品上下两个面的温 度，此时散热盘P的温度为θ 3 值。因此测量P盘的冷却速率应为:
平行热线法在电热管导热系数测量中的应用
平行热线法在电热管导热系数测量中的应用1. 引言1.1 引言导热系数是材料导热性能的重要参数，对于电热管这种较为常见的热传导装置而言，其导热系数的准确测量具有重要意义。
平行热线法是一种常用的导热系数测量方法，其原理简单，操作方便，得到的结果准确可靠，因此在电热管导热系数测量中得到了广泛的应用。
本文将通过对平行热线法和电热管导热系数测量原理的介绍，探讨平行热线法在电热管导热系数测量中的应用，并通过具体的实验步骤和结果分析，展示该方法的有效性和可靠性。
通过这些内容，我们可以更加深入地了解电热管导热性能的特点，帮助我们在工程实践中更好地设计和选择合适的电热管，提高热传导效率，提升设备性能。
最终，我们将在结论中总结本文的研究成果，为相关领域的研究和应用提供有益的参考。
2. 正文2.1 平行热线法简介平行热线法是一种常用的导热系数测量方法，其原理是通过在导热样品上产生一对平行热线，通过测量热线之间的温度差和导热样品的几何参数，可以计算出导热系数。
这种方法在实验上操作简单，测量精度高，因此被广泛应用于材料导热性能的研究中。
在平行热线法中，热线通常由金属电阻丝或半导体材料制成，通过电流加热来产生热源。
热线的长度和直径决定了热源的大小和形状，而热线之间的距离则影响了热量传递的路径和速度。
通过精确控制这些参数，可以实现对导热系数的准确测量。
除了导热系数的测量，平行热线法还可以用于研究材料的热传导特性和热阻的变化规律。
通过分析热线间的温度分布和热传导路径，可以深入了解材料的导热机制和热阻的影响因素，为材料设计和性能优化提供重要参考。
2.2 电热管导热系数测量原理电热管导热系数测量原理是通过平行热线法来实现的。
在进行测量前，首先需要了解导热系数的定义，即单位时间内单位面积上温度梯度为单位长度时，导热物质内热量通过的能力。
电热管导热系数测量原理是利用电热管在通电时产生热量，通过测量不同位置的温度变化来计算导热系数。
在实验中，首先需要将电热管放置在被测物质中，通电使其发热。
脉动热管传热性能优化实验研究进展
脉动热管传热性能优化实验研究进展肖念何; 吴梁玉【期刊名称】《《建筑热能通风空调》》【年(卷),期】2019(038)010【总页数】6页(P41-46)【关键词】脉动热管; 传热性能; 强化传热; 气液相变【作者】肖念何; 吴梁玉【作者单位】东南大学能源与环境学院; 扬州大学电气与能源动力工程学院【正文语种】中文0 引言脉动热管是20世纪90年代由日本的Akachi[1]最早提出的，相比传统热管，脉动热管的优点具体表现为[2-3]：结构简单，体积小。
当量导热系数大，传热性能好。
形状可任意选取，环境适应性好。
脉动热管在电子器件冷却和生物医学快速冷却及低温储存等领域应用前景广阔。
脉动热管的发展及应用取决于脉动热管的传热性能，研究表明，管径，充液率，工质，倾角和弯头数等因素主要影响脉动热管传热性能[4-7]，热阻是评价脉动热管传热性能的重要指标，公式为：式中：Te为蒸发段平均温度；Tc为冷凝段平均温度；Q为加热功率。
本文综述脉动热管传热性能优化的实验研究，分析管路结构改进，使用新型工质和内表面修饰三种优化策略，重点论述脉动热管强化换热机制，最后探究脉动热管传热性能优化的发展趋势。
1 管路结构改进1.1 非均匀通道型均匀通道脉动热管在某些状态下难以运行，如水平方向放置等。
非均通道脉动热管相比均匀通道的脉动热管多了一个毛细驱动力，这个毛细驱动力能够驱使工质的流动，从而提升脉动热管的传热性能。
这是因为液膜在不同截面处的表面张力不同，即产生了一个附加的毛细驱动力。
式中：σ为表面张力系数，N/m；R1、R2分别为不同截面下管径的曲率半径，m。
工质在不同管径的通道中所受到的流动阻力也不同，流动阻力的差别也会促使管内工质向流阻小的方向流动。
因此，合理利用非均匀通道结构，会给脉动热管内气液两相循环流动注入新的驱动力。
Chien等[8]首次提出非均匀通道结构，设计制造了16通道2 mm×2 mm均匀通道平板脉动热管和16通道2 mm×2 mm和2 mm×1 mm交替出现的非均匀通道脉动热管，在水平角度下，均匀通道脉动热管能有效运行，而非均匀脉动热管无法运行。
导热系数的测量实验报告
导热系数的测量导热系数（又称导热率）是反映材料热性能的重要物理量，导热系数大、导热性能好的材料称为良导体，导热系数小、导热性能差的材料称为不良导体。
一般来说，金属的导热系数比非金属的要大，固体的导热系数比液体的要大，气体的导热系数最小。
因为材料的导热系数不仅随温度、压力变化，而且材料的杂质含量、结构变化都会明显影响导热系数的数值，所以在科学实验和工程设计中，所用材料的导热系数都需要用实验的方法精确测定。
一．实验目的1．用稳态平板法测量材料的导热系数。
2．利用稳态法测定铝合金棒的导热系数，分析用稳态法测定不良导体导热系数存在的缺点。
二．实验原理热传导是热量传递过程中的一种方式，导热系数是描述物体导热性能的物理量。
hT T S t Q )(21-••=∆∆λ 单位时间内通过某一截面积的热量dQ/dt 是一个无法直接测定的量，我们设法将这个量转化为较容易测量的量。
为了维持一个恒定的温度梯度分布，必须不断地给高温侧铜板加热，热量通过样品传到低温侧铜板，低温侧铜板则要将热量不断地向周围环境散出。
单位时间通过截面的热流量为：B B h T T R t Q )(212-•••=∆∆πλ当加热速率、传热速率与散热速率相等时，系统就达到一个动态平衡，称之为稳态，此时低温侧铜板的散热速率就是样品内的传热速率。
这样，只要测量低温侧铜板在稳态温度 T2 下散热的速率，也就间接测量出了样品内的传热速率。
但是，铜板的散热速率也不易测量，还需要进一步作参量转换，我们知道，铜板的散热速率与冷却速率（温度变化率）dQ/dt=-mcdT/dt 式中的 m 为铜板的质量， C 为铜板的比热容，负号表示热量向低温方向传递。
由于质量容易直接测量，C 为常量，这样对铜板的散热速率的测量又转化为对低温侧铜板冷却速率的测量。
铜板的冷却速率可以这样测量：在达到稳态后，移去样品，用加热铜板直接对下铜板加热，使其温度高于稳态温度 T2（大约高出 10℃左右），再让其在环境中自然冷却，直到温度低于 T2，测出 温度在大于T2到小于T2区间中随时间的变化关系，描绘出 T —t 曲线（见图 2），曲线在T2处的斜率就是铜板在稳态温度时T2下的冷却速率。
多点热流仪测定材料的当量导热系数(12、23)
热流仪法测定材料的当量导热系数一、实验目的巩固和深化导热过程的基本理论，学习热流仪测定材料的导热系数，并观察非稳定条件下物体表面热流与温度的变化情况。
二、实验原理①热流仪原理如图1-1所示：Q当稳定热流Q穿过一面积F值大于厚度δ三个数量级以上的正方薄形导热体时，我们可以认为该薄形导热体内处于一维稳定导热状况，于是根据付利叶定律：12()Q t t F λδ=- 〔w 〕 （1—1） tF λδ=∆对用作热流仪探头的具体薄形导热材料（通常为硅橡胶），由于其面积、厚度及导热系数λ都是固定的，因此经过技术处理，其两表面的温差热电堆（若干对热电偶串联以增加灵敏度）信号就能直接显示出流过其内部单位面积上的热流量即热流密度:q= f (△t ) 〔w/m 2〕 （1—2）②导热系数是表征材料导热能力的物理量。
对于不同的材料，导热系数是各不相同的，对同一材料，导热系数还会随着温度、压力、湿度、物质的结构和重度等因素而变异。
各种材料的导热系数都用实验方法来测定，如果要分别考虑不同因素的影响，就需要针对各种因素加以试验，往往不能只在一种实验设备上进行。
本实验就是用热流仪来测定复合材料的当量导热系数：K= f (λ1, λ2, λ3,、、、,λn ) 〔w/m ℃〕 （1—3）本实验是根据在一维稳态情况下，用热流仪测量通过冰箱门壁的热流量q 及其两面的温差与厚度，来确定由防护塑料、发泡保温材料以及钢板等复合而成的冰箱门导热系数。
我们知道，通过平板的稳定导热量为12()Q t t F λδ=- 〔w 〕 （1—4） 测试时，如果将平板两面温差 Δt =t 1-t 2、平板厚度δ、垂直热流力向和通过平板的热流量q 测定以后，就可以根据下式得出导热系数，12q k t t δ=- 〔w/m ℃〕 （1—5） 需要指出的是，由于导热系数会随温度变化，所以我们必须定义上式所得的导热系数是在当时的平均温度下材料的导热系数值，此平均温度为：122m t t t +=〔℃〕 （1—6）三、实验装置及测量仪器该实验的电器连接图和实验装置如图1—2。
热管、转轮,板换的比较
热管、转轮、板式换热器热回收的比较随着我国经济实力的增长和人民物质文化生活水平的不断提高；高层建筑的迅速发展，高气密化、高隔热化影响到人们的工作和生活环境，人们对室空气品质的要求也越来越高，都渴望拥有一个健康、舒适的室环境，特别是经历了SARS、PM2.5的袭击，人们越来越注重室空气品质，对引进室外新风换气提出了更高的要求，但是换气必然会带来能量的损失，引入新风需要消耗更多的能量，因此需要考虑一种有效的节能方法，通过热回收装置使新风和排风进行热交换。
热交换器是空气调节和余热回收的关键装置。
一、各类热交换器的性能与利用分析目前的热交换器有显热和全热回收两种形式。
不同形式的性能、效率和利用方式，设备费的高低、维护保养的难易也各不相同，它们的综合比较如下表所示：下面介绍几种常用的热交换器。
1. 转轮式全热换热器转轮式换热器的表面为蜂窝状，涂上一层吸附材料作干燥剂。
将转轮置于风道之间,使其分成两部分。
来自空调房间的排风从一侧排出，室外空气以相反的方向从另一侧进入。
为加大换热面积，轮子缓慢旋转（10~12转/分）。
轮子的一半从较热空气中吸收存储热量，旋转到另一侧时，释放热量,使热量发生转移。
附着表面的干燥剂将来自高湿度的空气流里的湿气冷凝后，通过干燥剂吸收，旋转到另一侧时，将湿气释放到低湿度的气流里，这个过程将潜热转移。
换热器旋转体的两侧设有隔板，使新风与排风逆向流动。
转轮芯片用特殊的纸或铝箔制成，其表面涂上吸湿性涂层，形成热、湿交换的载体，它以10-12r/min的速度旋转，先把排风中的冷热量收集在蓄热体（转轮芯）里，然后传递给新风，空气以2.5-3.5m/s的流速通过蓄热体，靠新风与排风的温差和蒸汽分压差来进行热湿交换。
所以，既能回收显热，又能回收潜热。
1）转轮换热器的功能与适用围2）转轮换热器的主要优缺点：3) 影响转轮换热器效率的因素：a. 空气流速：空气流过转轮时的迎风面流速越大，效率越低，反之效率则高，推荐风速2~4m/s。
蒸汽发生器传热管导热系数的测量研究
蒸汽发生器传热管导热系数的测量研究
蒸汽发生器传热管导热系数的测量研究
李经怀，周全，应秉斌
【摘要】摘要：蒸汽发生器传热管的导热系数是热工分析的重要输入参数之一，该导热系数很难通过理论计算或常规的试验装置直接获得。
运用一维稳态导热的原理，针对传热管导热系数的测量，设计了一种圆管法导热系数测量装置。
误差分析表明，该测量装置的精度控制在0.5%以内，满足工程的要求。
利用该测量装置对4种蒸汽发生器用管进行测试，形成每种传热管导热系数随温度变化的拟合公式，通过该公式可求得每种合金管在使用温度范围的任意温度点的导热系数，为蒸汽发生器传热计算提供可靠的参数。
【期刊名称】压力容器
【年(卷),期】2018(035)005
【总页数】5
【关键词】蒸汽发生器；690合金管；导热系数；稳态；圆管法设计计算
基金项目：大型先进压水堆核电站重大专项(2010ZX06004-018)
0 引言
导热系数是表征材料导热性能优劣的参数[1-2],其物理意义为在稳定传热条件下，当材料单位厚度内的温差为1 ℃时，单位时间内通过单位表面积的热量。
一般可通过理论计算和试验测定两种途径确定材料的导热系数。
由于导热系数因物质成分、显微结构的不同而有所差异，用理论的方法来确定十分困难，到目前为止，除了少数物质(如一些气体、液体、纯金属)以外，很难从理论上计算出各种物质的导热系数，因此,试验测量是确定物质导热系数的重要途径[3]。
热管热性能的实验研究
第27卷第2期2007年6月西安科技大学学报J O URN AL OF X I.A N UNI V ERSI T Y OF SCI E NCE A ND TEC HNOL O G YVo.l27No12June12007文章编号:1672-9315(2007)02-0187-03热管热性能的实验研究*张亚平1,2,余小玲1,冯全科1(11西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安710049;21西安科技大学能源学院,陕西西安710054)摘要:进行了热管与铜棒热性能的对比实验。
实验结果表明,只有当速度场、温度场和重力场协同时,热管才具有最佳传热能力。
热管总热阻随倾角变化,逆重力工作时的总热阻分别是重力辅助和水平工作的100倍和10倍;热源在上垂直热管的蒸发端和冷凝端的当量换热系数分别是水平放置热管的4倍和3倍;铜棒热阻是相同尺寸热管垂直热源在下时的100倍以上,体现了热管热阻小、传热系数大及等温性好的优势。
关键词:热管;热阻;热性能中图分类号:T K124文献标识码:AExper i m en t of heat p i pe ther m a l perform anceZ HANG Ya2ping1,2,YU X iao2li n g1,FENG Quan2ke1(11School of Energy a nd P o wer Engineering,Xi.a n J i a ot ong Univ ersity,X i.an710049,China;21S c hool of Energy,X i.an Univ ersity of Science and Technolo gy,Xi.an710054,Ch i na)Abstract:Experi m entation was presented i n order to co mpare ther mal perf or m ance heat pi p e and copper stick.When fi e l d of te mperature gravity and ve l o c ity cooperate with,heat pipe w illhave best heat trans2f er perf or mance.Exper i m ent results i n dicate that ther m al resistance of heat p i p e go w it h inc li n e anglechange.The total ther m a l resistance at thwart gravity are the100ti m es of gravity assistant and10ti m es at horizontal orientati o n.The equ i v a lent heat transf er coef ficients of evaporator and condenser secti o n w ith booto m2heati n g verti c almode are respecti v e l y the4and3ti m s than t h at of horizonta lmode.Ther2 ma l resistance of copper stick co mpared to heat p i p e w ith botto m2hea ti n g vertica lmode and the sa me size are more100ti m es,it shows that heat p i p e have more better advantage w ith ther mal resistance s mal,l coeffic ient f heat transf er h i g h and un if or m ity te mperature.K ey w ord s:heat pipe;ther mal resistance;ther m al perf or m ance热管具有高导热性,使各分离器件间的温度梯度减小,保持良好的等温环境,因而能替代工业中形状复杂且笨重的散热器件。
用于电子器件冷却的热管散热器实验研究与优化数值模拟
摘 要 ： 高热流 密度 器件 的 热控 制在 Ｃ Ｕ 结构 体 系由单 一 芯 片 向 多核 芯 片发 展 中 占有 重 要 地 Ｐ 位 。对 平板型 热管散 热器与普 通散 热器 的传 热性 能进行 了比较 研 究 与计 算分 析 。研 究结 果表 明 ， 热
（ ｉｎｉ Ｋ ｙＬ ｂ ｒｔ ｙｏ Ｒ ｆ ｇ ｒｔ ｎＴ ｃ ｎ ｌ ｙＴ ａ ｊ ｎｖｒｉ ｆＣ ｍ ｅｃ ，Ｔａ ｊ ０ １ ４ Ｃ ｉａ Ｔ ａｊ ｅ ａ ｏ ｏ ｆ ｅ ｉ ａｉ ｅ ｈ ｏｏ ｉ ｉ Ｕ ｉ ｓ ｙｏ ｏ ｍ ｒｅ ｉ ｉ ３ ０ ３ ， ｈｎ ） ｎ ａ ｒ ｒｅ ｏ ｇ ｎｎ ｅ ｔ ｎｎ
一
２ ２ 当 量 导 热 系数 ．
由于平面 热管 与散 热器 底板 为一体 ， 以平板 热 所 管散 热器 导热 系数 的确定 不 适 宜 用 傅立 叶导 热 公式 进行求 解 。本 文 旨在 研究 散 热 器 对 芯 片宏 观 的冷却 效率 ， 不讨 论热 管 内部 复 杂 的 传 热过 程 ， 采 用 当量 故 导热 系数来 估测 平 板 热 管 散 热 器 的性 能 。其 表 达式
关键 词 ： 高热流 密度 器件 热控 制 Ｃ Ｕ 平 面热 管 散 热器 Ｐ 中图分类 号 ：Ｂ ５ Ｔ ６７ 文献 标识码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ０６ １ （ ０ ０ ０ －０ ６０ １ ０ ．５ ６ ２ １ ）３０ ５ －５
Ｅｘ ｒ ｍ ｅ ｔ ｌｓ ｕ ｙ ａ ｄ ｎｕ ｅ ｉ ａ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｔｍ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｐｅ ｉ ｎ ａ ｔ ｄ ｎ ｍ ｒｃ ｌｓｍ ｌ ｔｏ ｐ ｉ ｚ ｔｏ ｆ
热管导热板当量导热系数研究
热管导热板当量导热系数研究战栋栋;钱吉裕【期刊名称】《电子机械工程》【年(卷),期】2012(028)004【摘要】In this paper,thermal behavior of heat pipe embedded Al plates used for cooling of high heat flux distributed spot heat source is investigated by experiment.A method of solving inverse problem of conductivity is presented to investigate the effective conductivity of heat pipe embedded Al plates.The results indicate that heat pipe embedded Al plates have very high thermal conductance.The effective conductivity decreases as the heat load increases,its range is 1 100~7 600 W/（m·K）.%对用于高热流密度分布式点热源的散热的预埋热管铝基导热板进行了传热性能试验研究,结合模拟仿真,通过求解导热反问题的方法求得热管导热板的当量导热系数。
研究结果表明,采用的热管导热板具有优良的热传导能力,当量导热系数随传输功率的增大而降低,当量导热系数范围为1 100～7 600 W/（m.K）。
【总页数】3页(P12-14)【作者】战栋栋;钱吉裕【作者单位】南京电子技术研究所,江苏南京210039;南京电子技术研究所,江苏南京210039【正文语种】中文【中图分类】TK124【相关文献】1.防护热板法测定导热系数的影响因素研究 [J], 林洁2.保护热板法导热系数测试研究综述 [J], 杨雯;王莹莹;刘加平;刘大龙3.振荡热管当量导热系数的理论推导与分析 [J], 马永锡;张红4.振荡热管当量导热系数数值模拟与试验研究 [J], 马永锡;张红5.基于防护热板法的暖边间隔条等效导热系数的研究 [J], 王中;宋圆美;李晓杰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
木板导热系数实验报告
木板导热系数实验报告实验报告：木板导热系数实验1. 实验目的：通过测量和计算木板在不同温度条件下的导热系数，了解木板的导热性能。
2. 实验原理：热传导是物质内部热能传递的一种方式，其传热速率与物质的导热系数有关。
导热系数是物质导热性能的一个基本参数，反映了物质导热性能的好坏。
本实验通过测量木板的导热性能，了解木材导热系数的大小。
3. 实验设备和材料：- 实验平台- 温度计- 木板- 定时器- 温度计夹子- 温度计支架- 线圈加热器4. 实验步骤：步骤1：设置实验平台，确保平台水平稳定。
步骤2：将线圈加热器放置在实验平台上，并调整加热器的位置，使其能够均匀加热木板。
步骤3：将温度计插入木板中，并用温度计夹子固定温度计在木板上方。
步骤4：将温度计夹子与温度计支架连接，保持温度计支架稳定。
步骤5：根据实验需要，设置初始温度，使用定时器控制加热时间。
步骤6：开始记录实验数据，包括初始温度、加热时间和温度变化。
步骤7：当温度稳定时，停止加热，并记录停止加热时的温度。
步骤8：根据实验数据，计算木板的导热系数。
5. 实验结果及分析：将实验数据整理成如下表格：初始温度（）停止加热时温度（）加热时间（s）温度变化（）20 70 300 5030 80 400 5040 90 500 5050 100 600 50根据实验数据计算木板的导热系数：首先，根据热传导定律，导热速率Q与导热系数λ、温度变化ΔT、加热时间Δt 以及木板截面积A有关，即Q=λ(AΔT/Δt)。
假设木板截面积A为1平方米，代入实验数据并取四组实验数据的平均值，计算得到导热系数λ的值。
导热系数λ= (Q*Δt)/(A*ΔT) = ((λ1(AΔT1/Δt1) + λ2(AΔT2/Δt2) + λ3(AΔT3/Δt3) + λ4(AΔT4/Δt4))/4)/(A*ΔT) = (λ1(ΔT1/Δt1) + λ2(ΔT2/Δt2) + λ3(ΔT3/Δt3) + λ4(ΔT4/Δt4))/4根据实验数据计算得到的导热系数的平均值为λ=1.25 J/(m·s·K)。
《传热学》实验：平板导热系数测定实验
《传热学》实验一：准稳态平板导热系数测定实验一、 实验目的1．快速测量绝热材料（不良导体）的导热系数和比热，掌握其测试原理和方法。
2．掌握使用热电偶测量温差的方法。
二、 实验原理本实验是根据第二类边界条件，无限大平板的导热问题来设计的。
设平板厚度为δ2，初始温度为0t ，平板两面受恒定的热流密度c q 均匀加热（见图1）。
求任何瞬间沿平板厚度方向的温度分布()τ,x t 。
导热微分方程、初始条件和第二类边界条件如下：()()22,,xx t a x t ∂∂=∂∂τττ()00,t x t =(),0c t q x δτλ∂+=∂()0,0=∂∂x t τ方程的解为：()()()()2212002132,1cos exp 6n c n n n n q x x t x t F ατδτδμμλδδμδ∞+=⎡⎤-⎛⎫-=-+--⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦∑ (1) 式中：τ——时间；λ——平板的导热系数；α——平板的导温系数；123n n n μβδ==，，，，； 02a F τδ=——傅里叶准则； 0t ——初始温度；c q ——沿x 方向从端面向平板加热的恒定热流密度。
随着时间τ的延长，0F 数变大，式（1）中级数和项愈小。
当5.00>F 时，级数和项变得很小，可以忽略，式（1）变成：图1()20221,26c q x t x t δαττλδδ⎛⎫-=+- ⎪⎝⎭(2) 由此可见，当5.00>F 后，平板各处温度和时间成线性关系，温度随时间变化的速率是常数，并且到处相同。
这种状态称为准稳态。
在准稳态时，平板中心面0=x 处的温度为：()0210,6c q t t δαττλδ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭平板加热面x δ=处为：()⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-31,20δτλδτδa q t t c 此两面的温差为：()()λδττδc q t t t ⋅=-=∆21,0, (3) 如已知c q 和δ，再测出t ∆，就可以由式（3）求出导热系数：tq c ∆=2δλ (4) 实际上，无限大平板是无法实现的，实验中是用有限尺寸的试件。
新型微型平板热管的传热性能实验研究的开题报告
新型微型平板热管的传热性能实验研究的开题报告一、研究背景平板热管作为一种新型的传热器件，具有体积小、重量轻、传热性能优异等优点，因此在航空航天、电子、通信等领域有着广泛的应用。
目前已有很多研究关于平板热管的传热性能，但是常规的平板热管体积较大，制造成本高，难以满足某些特定的应用需求。
为解决这个问题，研发了新型微型平板热管，其结构相较于传统平板热管更为简单，体积更小，制造成本更低，但是其传热性能是否得到充分发挥还需进一步研究。
二、研究内容本次研究的主要内容是对新型微型平板热管的传热性能进行实验研究。
具体包括以下方面：1. 设计制作新型微型平板热管，包括选取材料、确定结构参数等。
2. 开展传热实验，使用热流计和红外热像仪等设备，测量新型微型平板热管在不同工况下的热传导系数、温度分布等参数，并与传统平板热管进行对比分析。
3. 对实验数据进行统计和分析，探究新型微型平板热管的传热性能机理，寻求性能提升的途径。
三、研究意义1. 对新型微型平板热管的传热性能进行研究，有助于深入了解其优缺点和适用范围，进一步推动该领域的发展。
2. 传热性能的实验研究能够提供有力的数据支撑，为优化结构设计提供参考。
3. 研究成果能够为微型平板热管在电子、通信等领域的应用提供重要的理论和技术支撑。
四、研究方案1. 设计制作新型微型平板热管。
选取导热性能好、成本低的材料，确定结构参数。
使用微细加工技术制作热管结构。
2. 开展实验研究。
使用热流计和红外热像仪等设备，测量新型微型平板热管在不同工况下的热传导系数、温度分布等参数，并与传统平板热管进行对比分析。
3. 数据统计和分析。
对实验数据进行归纳整理和分析，探究新型微型平板热管的传热性能机理，深入研究其优化途径。
五、预期结果1. 设计制作新型微型平板热管，实现结构简单、体积小、制造成本低的特点。
2. 测量新型微型平板热管在不同工况下的传热性能参数，探究其特性及机理。
3. 探索新型微型平板热管的优化途径，为进一步提升传热性能提供一定的理论和实践参考。
高温导热系数测定基本原理及设备实验报告
高温导热系数测定基本原理及设备一，实验目的 1，巩固和深化稳定导热过程的基本理论，学习用平板法测定材料导热系数的实验方法和技能。
2，测定试验材料的导热系数。
3，确定试验材料导热系数与温度的关系。
二．实验原理导热系数是耐火绝热、绝热、保温材料的重要物理参数之一，是材料绝热与保温性能优劣的重要指标。
测定这些材料的导热系数，特别是高温条件下的导热系数，对研究材料性质的现代理论，及深入了解热传导过程的机理，是十分必要的。
导热系数测定装置，是根据付立叶单向度平壁稳定导热过程的基本原理，来测定耐火、绝热和保温材料的高温导热系数。
实践证明，当长度与宽度为厚度的8~10倍以上时，平壁边缘的影响可以忽略不计。
这样的平壁导热可简化为一维导热，这时的导热可以认为只沿厚度（X 轴）方向进行。
见图(1)图（1）单向平壁的一维导热过程示意图 根据付立叶导热方程式写成： dxdTq λ= 【W/m 2】 （1） 将（1）式积分得： )(21T T q -=δλ【W/m 2】 （2）通过面积A 的热流量Q 为： )(21T T A Q -∙=δλ【W 】 所以： )(21T T A Q -⋅=δλ 【W/(m*k)】 (3)式中：λ——高温导热系数【w/m*k 】 q ——热流密度【w/m 2】 A ——试件测试区面积【m 2】 δ——试件厚度【m 】 T 1——试件高温面温度【K 】 T 2——试件低温面温度【K 】因此只要在实验过程中测定了T 1，T 2和Q ，并已知试件的厚度δ和测量面积A ，就可以通过式（3）计算出被测材料在平均温度【（T 1+T 2）/2】下的导热系数。
三、试验装置测定装置主要由单方向加热炉、控温系统和蒸汽量热装置等三部分组成。
1，单方向加热炉加热炉由经过处理的硅碳棒作发热体；炉衬用耐火，耐热的保温材料砌成；在炉腔底部放置碳化硅板作为均热板。
均热板的中心处从下面伸出一热电偶，用来测量试件高温面的温度，均热板上面放置被测试件，试件上面中心处放置一个热电偶，用来测量试件低温面的温度。
热管导热率
热管导热率
热管是一种高效的热传导装置，广泛应用于许多领域，包括电子设备散热、航天器件冷却、能源转换系统等。
热管的导热率是评估其性能的重要指标。
热管的导热率与其内部结构和工作原理密切相关。
热管由内部充满工作介质的密封管道组成，工作介质往返于热管的两端。
当热端加热时，工作介质蒸发并转化为饱和蒸汽，随后在冷端被冷却并凝结成液体。
这种相变过程使得热管内部能够有效地传递热量。
热管的导热率主要取决于以下几个因素：
1. 热管的内部结构：热管内部通常包含蒸发段、冷凝段和毛细管结构。
毛细管结构可以增加热管内部的液体回流速度，提高导热效率。
2. 工作介质的选择：不同的工作介质具有不同的热导率和相变特性。
选择适合的工作介质可以提高热管的导热性能。
3. 热管的尺寸和形状：热管的长度、直径和形状对其导热性能有影响。
较长的热管可以提供更大的热传导路径，从而增加导热率。
4. 环境条件：热管的导热性能还受环境温度、压力和重力等因素的
影响。
在不同的环境条件下，热管的导热率可能会有所变化。
为了提高热管的导热率，目前的研究主要集中在改进热管的内部结构和优化工作介质的选择。
例如，使用纳米颗粒填充热管内部可以增加热管的表面积，提高热传导效率。
此外，研究人员还在探索新的工作介质，如纳米流体，以提高热管的导热性能。
总之，热管的导热率是评估其性能的一个重要指标，通过优化热管的内部结构和工作介质的选择，可以进一步提高热管的导热性能，在各个领域实现更高效的热传导。
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（ ａｆ ｇＲ ｓ ｒ ｓｉ ｔ ｏ ｌ ｔ ｎｃ Ｔｃｎｌ ｙ Ｎ ｎ １０ ９ Ｃ ｉａ Ｎ ｎ ｎ ｅｅ ｃ Ｉ ｔｕｅ ｆＥｅ ｒ ｉ ｅｈ ｏ ｇ ， ａ ｇ２ ０ ３ ， ｈｎ ） ｉ ａ ｈｎ ｔ ｃｏ ｓ ｏ
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ｈ ａ ｌａ ｃｅｓｓ ｉ ｎｅｉ １１０～ ０ （ Ｋ） ｅｔｏｄｉ ｒａｅ ， ｔ ｒ ｇ ０ ７６ ０ Ｗ／ ｍ・ ． ｎ ｓａ ｓ
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导热 板传 热性 能 的影 响 。
收稿 日期 ：０２ ０ — ２ ２ １— ６ ０
・
１ ・ ２
第２ ８卷第 ４期
战栋栋 ， ： 等 热管导热板 当量导热系数研究
・ 抗恶劣环境设计与试验技术 ．
４ 当量 导 热 系数 分 析
图 ６中两条 曲线 分别 为水平 放置 和竖直 放置 热管
导热板的当量导热系数随传输功率的变化曲线。由图 可见， 随传 输功 率 的增大 ， 热管 导热板 的当量导 热系数 迅速降低。主要原因是 随传输功率 的增加 ， 沸腾传热
的过热度 增大 ， 液膜 与 蒸 汽 的温 差 增 大 ； 同时 ， 管 中 热 参与 相变 传热循 环 的工 质 的量 不 断增 加 ， 凝 段 液膜 冷 的厚 度不 断增厚 ， 热 热 阻增 大 ； 外 ， 输 功 率 的增 传 另 传 加使 热管 内蒸 汽和液 膜 的流速增 加 ， 阻力损 失增 大 ， 同 时 汽液 交界 面的剪 切力增 大 ， 阻碍液 膜 回流 ， 使热 管 也 的传 热 系数 降低 ， 终 导致 热 管 导 热板 的 当量 导 热 系 最
目的是通过 试验 和仿 真研究 热管 导热板 的当量导 热系
难 于测 量 ， 以采 用求 解 导 热 反 问题 的方 法 得 到热 所 管导热 板 的当量 导热 系数 。试验 中利用 红外 热像 仪测
量热 源表 面 、 热管 导热板 表 面 、 板表 面 的温度 场 。采 冷
用 Ｃ Ｘ软 件模 拟热 管导 热板 的传 热 过程 ， 拟过 程 中 Ｆ 模 将 热管 视 为导热 能力 各 向同性 的金 属 导 体 ， 边 界条 在 件 、 性参 数 已知 的情 况下 ， 物 通过 不 断迭代 热管 的导 热 系数 ， 终 确定与 试 验 值 最接 近 的模 拟值 。然 后将 模 最 拟值 中热 管导热 板热 端和 冷端 的平均 温度 代 入式 （ ） １
（ ） ３０ ３６ ３ ： ０ —０ ．
热系数可 以发现， 传输功率相同的条件下 ， 竖直放置时 的当量导热系数比水平放置时低 ， 但随着传输功率的 增大， 两者之间差值 越来越小。这是 因为传输功率的
数 降低 。
—
３ 传输 功 率 对 热 管 导 热 板 的 当量 导 热 系数 的 影 ）
响较大 ， 随传输功率的增加 当量导热系数迅速减小 ；
４ 受重 力 的影 响 ， 直 工作 时 的 当量 导 热 系 数 低 ） 竖 于水 平工作 时 ， 随着 传输 功率 的增 大 ， 者之 间 的差 但 两
ｈ ａ ｉ ｅ ｅ ｅ ｄ ｄ Ａ１ｐ ａｅ ａ ｅ ｖ ｒ ｇ ｈ ｒ ｌｃ ｎ ｕｃａ ｅ Ｔｈ ｆｅ ｔｖ ｏ ｄ ｃｉ ｉ ｅ ｒ ａ ｅ ｓｔ ｅ ｅ ｔｐ ｐ ｍｂ ｄ ｅ ｌｔ ｓｈ ｖ ｅ ｙ ｈｉｈ ｔ ｅ ｍａ ｏ ｄ ｔｎｃ ． ｅ ｅｆ ｃｉ ｅｃ ｎ ｕ ｔｖｔ ｄ ｃ ｅ ｓ ｓａ ｈ ｙ
第２ ８卷第 ４期
２１ ０２年 ８月
电 子 机 械 工 程
Ｅｌｃ ｒ ｅ ｔｏ—Ｍ ｅ ｈａ ｃ ｌＥｎ ｎｅ ｒｎｇ ｃ ｎｉ ａ ｇｉ ｅ ｉ
Ｖｏ ． １ ２８． ． Ｎｏ ４ Ａｕ ． ０１ ｇ２ ２
热管导热板 当量导热 系数研究
战 栋 栋 ， 吉裕 钱
（ 京 电子 技术 研究 所 ， 江苏 南京 ２０３ ） 南 １０９
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曲
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Ｍａｓ ｒｎｆｒ ９ ６ ３ （ ） １９ — ９９ ｓ ａｓ ，１９ ，９ ９ ：８９ １０ ． Ｔ ｅ
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［ ］ Ｘ Ａ Ｈ Ｎ ，Ｌ ３ Ｕ Ｎ Ｙ Ｍ， Ｏ Ｇ Ｙ Ｐ Ｉ Ｑ．Ｉｖｓｇｔｎ ｏ ｒｎｉ ｔ ｎｅｔ ａｏ ｎ ｔ ｓ ｎ ｉ ｉ ａ ｅ ｂｈｖ ｒ ｏ ｆ ｔ ｌ ｅｈａ ｐｐｓ Ｊ ．Ｅ ｐｒ ｅｔｌ ｈ ｒ ａ ｅａｉ ｓ ｆ ａ ｐ ｔ ｅｔ ｉｅ［ ］ ｘｅｉ ｎａ Ｔ ｅｍ ｌ ｏ ａ ｌ ｍ
值越 来越 小 。 参 考 文 献
［ ］ 庄骏 ， １ 张红．热管技术及其 工程应用 ［ ．北京 ： Ｍ］ 化学工
业 出 版 社 ， ００：－ ． ２０ ５ ６
鼻 ≥
水平
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［ ］ Ｋ Ｕ Ｔ Ｌ Ｖ Ｄ， Ａ ＨＲ ２ ＨＲ Ｓ Ａ Ｅ Ｆ Ｇ Ｉ Ａ．Ｅ ｔ ｔ ｎｏ ｔｅｍ ｘｍ ｍ ｓｍａｏ ｆｈ ａｉｕ ｉ ｉ
［ Ｇ Ｏ Ｍ，Ｃ Ｏ Ｙ ｌ ｎ ・ｈｐｄ ｈａ ｓｒａｅｓｆ ４］ Ａ Ａ ．Ｆａ ａｄ Ｕ ｓａｅ ｅｔ ｐｅｄｒ ｏ ｔ ｒ ｈ ｈｐｗ ｒｅｅｔ ｎ ｓ Ｊ ． Ｈ ａ Ｔａ ｓ ｒ Ｅ ｇ ｅｒ ｇ ｉ —ｏ ｅ ｌｃ ｏｉ ［ ］ ｅｔ ｒｎｆ ｎｉ ｅｉ ， ｇ ｒ ｃ ｅ ｎ ｎ
ａｄＦｕｄＳｉ ｃ ， ０４，８ ２ ３ ：４ — ５ ． ｎ ｌｉ ｃｅ ｅ ２０ ２ （ － ）２ ９ ２ ５ ｎ
图 ６ 当量导热系数随传 输功率变化曲线
试验 单 元 竖直 放 置 ， 热段 在 上 ， 加 冷凝 段 在 下 ， 需
克 服重力 对液 膜 回流 造成 的阻 力 ， 热 管性 能 有 一定 对
引 言
热管是一种高效的传热元件 ， 以其高导热性 、 良 优
的等 温性 、 开 关 性 能 、 热 良好 的环 境 适 应 性 等 特 点 被 广泛用 于 电子器 件散 热 中。在分 布式 点热 源的散 热 方 面 ， 管及 其衍生 物 的应 用也 较 多 ， 平 板 热 管 、 热 如 蒸
汽 腔室 、 热管 冷板 等 ， 以往 的理 论 和试验 研究验 证 了上
１ 当量 导 热 系数 求 解 方 法
本文 采用 当量 导热 系数评 价热 管导热 板 的传热 性 能， 当量 导热 系数根 据下 式求 得 ：
＝
㈩
式 中 ： 为有 效 传热 长 度 ； Ａ为截 面 面积 ；ｈ 热端 平 Ｔ为 均 温度 ； 为冷端 平均 温度 。
求 出热管 导热板 当量 导热 系数 。
数， 为热管 导热 板在分 布式 点热 源上 的应用 提供 参考 。 由于 点热 源体 积较小 ， 热点处 温度难 于测 量 ， 以采 加 所 用求 解导热 反 问题 的方 法 ， 出热 管 导热 板 的 当 量导 求
热系数。在此基础上分析传输功率 、 工作倾角对热管
摘 要： 对用于高热流密度分布式点热源的散 热的预埋热 管铝基 导热板进行 了传热性能试验研究 ， 结合模拟
仿真 ， 通过求解导热反 问题的方法求得热管导热板 的 当量导热 系数 。研 究结果表 明 ， 采用的热 管导热板 具有
优 良的热传导能力 ， 当量导热 系数 随传输功率的增 大而降低 ， 当量导热 系数 范围为 １１０－ ０Ｗ／ ｍ・ ） ０ ７６ （ Ｋ 。 ０ 关键词 ： 管导 热板 ； 热 当量 导热 系数 ； 导热反 问题 中 图分 类 号 ：Ｋ１４ Ｔ ２ 文献 标识码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ８ ５ ０ （ ０ ２ ０ — ０ ２ ０ １０ — ３０ ２ １ ）４ ０ １— ３
热性 能 ， 出以下结论 ： 得 １ 热 管导热 板具 有 优 良的导 热性 和均 温 性 ， 个 ） 单 热源 ２ 工况 下热 管轴 向温差 低 于 ３ｏ Ｏｗ Ｃ： ２ 热管 导热 板具 有优 良的导 热性 能 ， ） 当量 导 热 系 数范 围为 １１０ ～ ０ （ Ｋ） ０ ７６ ０ｗ／ ｍ・ ；
Ｓ ｕｄ ｎ Ｅｆｅ ｔｖ ｎ ｕ ｔｖｔ ｆＨ ｅ ｔＰｉ ｂｅ ｄ ｄ ＡＩＰｌ ｔ ｓ ｔ ｙ ｏ ｆ ｃ ｅ Ｃｏ ｄ ｃ ｉｙ ｏ ａ ｐｅ Ｅｍ ｄ ｅ ａ ｅ ｉ ｉ
Ｚ ＡＮ Ｄ ｎ —ｏ ｇ ＱＩ Ｎ Ｊ－ｕ Ｈ ｏ ｇｄ ｎ ， Ａ ｉ ｙ
ｉ ｒ ｓ ｎ ｅ ｏ ｉ ｖ ｓｉａｅ ｔ ｅ ｅｆ ｃｉ ｅ ｃ ｎ ｕ ｔ ｉ ｆｈ ａ ｉ ｍｂｅ ｄｅ ｌｔ ｓ ｓｐ ｅ ｅ ｔｄ ｔ ｎ ｅ ｔ ｔ ｈ ｆ ｔｖ ｏ ｄ ｃｉ ｔ ｏ ｅ ｔｐｐｅ ｅ ｇ ｅ ｖｙ ｄ ｄ ＡＩｐ ａｅ ．Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｎｄ ｃ ｔ ｈａ ｅ ｒ ｓ ｌ ｉ ｉａｅ ｔ ｔ ｓ
实 际试 验过程 中 ， 管 导 热板 热 端 和 冷 端 的温 度 热
述 热管优 良的热扩展 性 能 和 高效 的导热 性 Ｊ 。本 文 采 用热 管导 热板 进行 分 布 式 点热 源 的散 热 ， 构 为铝 结 基 板 内埋铜 一 热 管 ， 论 上 的传 热 性 能 低 于 平 板 热 水 理 管 和蒸 汽腔 室 ， 在结 构方 面 具 有 强度 高 、 靠 性 高 、 但 可 二次 加工性 能好 、 作 为 安装 骨 架 等 优 点 。本 文 主要 可