热段和冷凝段）；
[0039] 图2为实施例1的测量装置的整体；
[0040] 图3为实施例1的测量结果。
【具体实施方式】
[0041] 以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅 读者更好地理解本发明的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。
[0042] 实施例1
[0043] 测试热管尺寸为Φ40ι?πιΧ300mm，材料高温合金，管壳厚度4mm，工质为碱金属Na， 吸液芯为1层100目高温合金丝网。
[0044]如图1和图2所示，测试条件为选择圆筒状的蒸发段1 (长度80mm)，绝热段2长度 (100mm)，冷凝段3 (长度120mm)，三段的内径均为40mm，蒸发段内壁内部设置感应加热线圈 5,加热功率15KW。冷凝段内壁为水冷套6,水冷套设置进水口 62和出水口 63,在进水口设 置流量计64,并在进水口和出水口均设置测温装置65。
[0045] 取6个热电偶，沿直线（高温热管长度方向）分别焊接在热管对应蒸发段、绝热段 和冷凝段的部位，并分别将蒸发段、绝热段和冷凝段长度等分设置，如蒸发段的设置在蒸发 段长度（即热管长度方向）的1/3和2/3处。将蒸发段、绝热段和冷凝段顺序套在高温热 管外。
[0046] 将套设了蒸发段、绝热段和冷凝段的高温热管固定在旋转板11上，通过控制分度 头调节高温热管放置倾角分别为正置90°、正置45°、水平0°、倒置45°、倒置90°。并 在高温热管处于上述每一个测量角度时，分别进行测试：
[0047] 启动感应加热线圈，并不间断的向水冷套中通入冷却水，通过温度采集模块9 (图 1中的虚线为电连接）将个测温点的实时温度记录并储存在计算机中。测量结果如表1和 图3所示。
[0048] (1)高温热管启动特性
[0049] 高温热管的启动特性通过启动时间来评价。启动时间是指从对蒸发段加热开始到 热管开始工作，蒸发段温度不再升高达到稳定状态的时间。一般情况下，当蒸发段温度在10 分钟内变化不超过1°C时，即认为热管达到稳定工作状态。热管启动时间与热管自身性能、 加热功率、倾角等因素有关。启动时间越短，热管启动性能越好。
[0050] (2)高温热管等温性能
[0051] 高温热管等温特性通过热管稳态工作时蒸发段与冷凝段的最大温差评价。为了评 价结果更科学和减小误差，采用蒸发段平均温度和冷凝段平均温度的差值来评价。
[0052] (3)高温热管稳态传热性能
[0053] 高温热管的稳态传热特性通过传热热流量来评价。热管的传热热流量可以通过蒸 发段吸收的热量或冷凝成传出的热量两种方法计算，本发明通过测量冷凝段传出的热量来 计算。热管稳态工作时，热量通过感应加热装置将电能转化为热能传递到热管的蒸发段，热 量又通过热管内部工质的相变和流动，将热量从蒸发段传递到冷凝段，热量在冷凝段通过 辐射和对流传递到套在其外的水冷套，使冷却水温度升高。假设试验中保温材料可以完全 隔离热管与外界的传热，则热管传输的热量等于冷却水带走的热量，即：
[0054] Qc= Qw= MXc PX (^-Tj)
[0055] 式中：Q。:高温热管传输的热流量，单位瓦特（W);
[0056] Qw:冷却水单位时间带走的热量，单位瓦特（W);
[0057] M:冷却水流量，单位千克每秒（kg/s);
[0058] cp:冷却水比热容，单位焦耳每千克摄氏度〇/(kg°C));
[0059] T1:冷却水进口温度，单位摄氏度（°C);
[0060] T2:冷却水出口温度，单位摄氏度（°C)。
[0061] 表 1
[0062]
[0063] 注：水的比热容为4. 2kX/(kg·°C)。
【主权项】
1. 一种高温热管测量装置，其特征在于，所述装置包括：各自独立的蒸发段（1)、绝热 段（2)和冷凝段（3)和在测量时贴附于高温热管（8)外壁的热电偶（4)，在测量时所述蒸发 段、绝热段和冷凝段能够分别形成筒状，并顺序首尾相接后能够将待测高温热管包覆其中， 且使得高温热管外壁与筒状的蒸发段、绝热段和冷凝段的内壁保持接触；蒸发段设置加热 装置（5)，冷凝段在测量时靠近高温热管的一侧设置水冷套（6)，在蒸发段、绝热段和冷凝 段的外侧均设置隔热层（7)，所述水冷套（6)设置进水口（62)和出水口（63)，在进水口和/ 或出水口设置流量计（64)，并在进水口（62)和出水口（63)分别设置测温装置（65)，热电 偶（4)与温度采集模块（9)电连接。2. 根据权利要求1所述的高温热管测量装置，其特征在于，所述蒸发段、绝热段和冷凝 段均为筒状，其内径与待测高温热管外径相匹配。3. 根据权利要求1所述的高温热管测量装置，其特征在于，所述加热装置（5)为感应加 热线圈。4. 根据权利要求1所述的高温热管测量装置，其特征在于，所述热电偶为4-12个。5. 根据权利要求1所述的高温热管测量装置，其特征在于，所述绝热段（2)整体为隔热 层。6. 根据权利要求1所述的高温热管测量装置，其特征在于，所述蒸发段、绝热段和冷凝 段长度比为4 :5 :6。7. 根据权利要求1~6任意一项所述的高温热管测量装置，其特征在于，所述装置还包 括垂直设置的旋转板（11)，旋转板上设置用于夹持高温热管的固定装置（12)，旋转板可旋 转的固定在旋转装置（13)上，旋转装置固定在底座（14)上。8. 根据权利要求7所述的高温热管测量装置，其特征在于，所述旋转装置为分度头。9. 一种应用权利要求1~8任意一项所述的高温热管测量装置测试高温热管的方法， 其特征在于，所述方法包括：将热电偶（4)沿高温热管长度方向固定贴附于至少分别对应 蒸发段（1)、和冷凝段（3)的高温热管外壁，且分别在蒸发段（1)、绝热段（2)和冷凝段（3) 各自沿热管长度方向等距设置，将蒸发段（1)、绝热段（2)和冷凝段（3)按顺序套设在高温 热管外，通过进水口（62)向水冷套（6)内注入冷却水，并分别进行如下高温热管测试： (1) 启动性能测试：启动加热装置（5)，记录加热前后由蒸发段的热电偶采集的温度， 并记录待蒸发段温度升高达到稳定状态的时间； (2) 等温性能测试：待高温热管蒸发段达到稳定状态后，记录分别由蒸发段和冷凝段 的热电偶采集的温度，并计算差值；优选是由蒸发段和冷凝段的各自的温度平均值，来计算 差值； (3) 稳态传热性能测试：蒸发段达到稳定状态后，记录冷凝段（3)的流量计（63)的冷 却水流量M，单位kg/s，进水口（62)温度1\和出水口（63)温度T2，单位°C，并通过如下公 式计算高温热管传输的热流量Q。： QeQ^MXCpXCTfTi) 其中Qw为冷却水单位时间带走的热量；cp为冷却水比热容，单位J/(kg·°C)。10. 根据权利要求9所述的测试高温热管的方法，其特征在于，当所述高温热管测量 装置还包括旋转板（11)时，所述方法还包括将高温热管分别以水平0°、正置45°、正置 90°、倒置45°和倒置90°放置，并分别进行高温热管测试。
【专利摘要】本发明提供了一种高温热管测量装置及方法。装置包括：各自独立的蒸发段(1)、绝热段(2)和冷凝段(3)和在测量时贴附于高温热管(8)外壁的热电偶(4)，在测量时蒸发段、绝热段和冷凝段能够分别形成筒状，并顺序首尾相接后能够将待测高温热管包覆其中，且使得高温热管外壁与筒状的蒸发段、绝热段和冷凝段的内壁保持接触；蒸发段设置加热装置(5)，冷凝段在测量时靠近高温热管的一侧设置水冷套(6)，在蒸发段、绝热段和冷凝段的外侧均设置隔热层(7)，水冷套(6)设置进水口(62)和出水口(63)，在进水口和/或出水口设置流量计(64)，在进水口(62)和出水口(63)分别设置测温装置(65)。
【IPC分类】G01N25/20
【公开号】CN105424745
【申请号】CN201511021581
【发明人】牛涛, 侯红亮, 张艳苓, 王耀奇
【申请人】中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月31日