台阶型旋转热管传热性能的试验研究.pdfVIP

维普资讯 第 17卷 第4期 石 油 化 工 高 等 学 校 学 报 Vo1．17 NO．4 2004年 12月 JOURNAL 0F PETROCHEMICAL UNIVERSITIES Dec．2004 文章编号 ：1006—396X(2004)04—0046—04 台阶型旋转热管传热性能的试验研究 张 琳 ， 钱红卫2， (1．江苏工业学院机械工程系，江苏常州 213016； 2．江苏常州森源开关有限公司，江苏常州 213016； 3．南京理工大学计算机系，江苏南京 210094) 摘 要 ： 利用具有 自蒸发循环的旋转热管冷却技术对旋转零部件 ，如电机主轴、切 削刀具、混炼机转子、机床 主轴等进行冷却 ，可大大减少转轴的热应力，提高转轴的使用寿命。设计 了一种便于旋转热管 内部工质既能顺利进 行 自蒸发循环，又利于制造加工的台阶型内部结构，介绍了实验装置，对台阶型旋转热管的启动性能、表面均温性 能、最佳充液量和导热性能进行 了试验研究。结果表明，台阶型旋转热管在 1min之 内能迅速启动起来，表面均温性 良好、没有过热点；其导热性能与旋转热管 内部工质的流型、充液比 、工作温度 、转速 等因素有关。 自蒸发循 环旋转热管冷却技术与其他循环水冷却系统相比，具有 良好 的表面均温性、高效的导热性 、无泄露 ，节约用水等优 点。 关键词 ： 台阶型旋转热管； 高效冷却技术； 传热性能 ； 试验研究 中图分类号 ： TK172．4 文献标识码 ：A 热管作为高效传热元件 已广泛应用于各个领 寿命 。 域 ，在工业余热回收、冷却 、散热、均温和开发新能源 为了提高橡塑机械连续混炼机被混炼橡塑产品 等方面，热管技术已发挥了巨大的作用…。其 中旋 的质量和延长转子 的寿命，本文提出将具有 自蒸发 转热管用于旋转零部件的冷却 、散热、均温，也有其 循环的台阶型旋转热管冷却技术来冷却连续混炼机 独特的优越性 ，国外旋转热管已成功用于异部电机 、 的转子，并对这种节水型 自蒸发循环高效冷却技术 封闭式直流电机转轴的冷却 ，可使电机的输出功率 进行了模拟试验研究 ，工作原理如图 1所示。设计 提高 25％～ 100％，同时转子温度 明显 降低_2； 时把连续混炼机转子的内部设计成两端封闭、内部 JUDDRL_3也报道了采用旋转热管技术冷却铣床 充有一定工质的、真空的空心轴 ，转子工作部分作为 的主轴 ，可以减少 200W 热量，轴承的温度可降低 旋转热管的热源段——蒸发段在旋转工作过程中产 50％，不但延长了轴承的寿命 ，还减少了主轴的热变 生的热量会使内部工质 自行蒸发汽化成蒸汽，蒸汽 形。文献 [4]对转速高达 40000r／min的旋转热管 流到转子的另一段——冷却段 ，把热量传给管外的 进行了特殊结构的实验研究。国内学者也开展了旋 冷却介质 ，同时凝结成液体 ，冷凝液在管内台阶形成 转 热管在磁 粉制 动器及 电机上 的应用研 究工 的静压差和离心分力的作用下再流回到蒸发段 ，继 作_5．6J。连续混炼机是一种既能连续工作，又保持 续吸热蒸发，蒸汽再流回到冷凝段冷凝 ，如此循环往 了密炼机优越混合特性 的新型橡塑混炼机，它可以 复，不断将转子旋转工作过程 中产生 的热量及时移 在很宽范围内完成混合、造粒的任务，越来越受到人 走 。 们的青睐。但是如果连续混炼机的转子在连续旋转 工作过程中产生的热量不及时移走 ，就会影响产品 的质量，同时热应力会严重破坏转子的强度，缩短其 收稿 日期 ：2004—05—02 作者简介 ：张琳 (1969一)，女 ，湖南郴州市，副教授 ，在读博 士 。