碳纳米管增强热虹吸管传热性能研究

"碳纳米管制冷剂流体在热虹吸管中的热工特性 (2013年)" 本文是工程技术领域的研究论文，主要探讨了如何通过添加碳纳米管（CNTs）来提升热虹吸管的传热效率。研究者以低沸点制冷剂R410A为基础流体，通过混合不同比例的碳纳米管颗粒，制备出一系列碳纳米管流体，并在实际热虹吸管中进行实验。实验结果显示，碳纳米管的添加显著增强了热虹吸管的传热性能。 首先，碳纳米管的引入使得等效对流传热系数平均提升了40%以上，这意味着热量传递的速度和效率得到了显著提高。其次，冷凝段顶端管壁温度上升了9.9%，这表明在热交换过程中，热量能更有效地从流体传递到管壁。同时，蒸发段与冷凝段之间的管壁温差减小13.9%，这有助于减小温度梯度，优化热传递效果。此外，冷凝段的管内压力增加8%，这可能意味着流体在热虹吸管内的流动状态得到改善，有助于提高传热效率。 然而，研究也提出了一些注意事项。在低温工况下，添加碳纳米管可以取得更好的传热效果，但其质量分数不宜超过0.005%，以防止对系统造成不利影响。过高的碳纳米管含量可能会导致流体的流动阻力增大，反而降低整体性能。 热虹吸管广泛应用于各个领域，如制冷系统、余热回收和热泵技术等。通过结构优化和工质改进是提升其性能的主要途径。本研究提出的碳纳米管强化传热方法为热虹吸管的设计提供了新的思路，为未来制冷和热管理系统的优化提供了理论依据。同时，这种新型的强化传热方法可能对未来制冷剂的选择和热工设备的设计产生积极影响。 关键词包括：碳纳米管、热虹吸管、制冷剂、热工特性。此研究得到了国家自然科学基金的支持，进一步证明了其在学术和应用上的价值。