[发明专利]一种强化振荡热管传热的新型工质及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种强化振荡热管传热的新型工质，由氧化石墨烯、丁醇和水制备而成。与现有技术相比，本发明提供的强化振荡热管传热的新型工质以丁醇为自湿润流体、氧化石墨烯为纳米流体，得到的强化振荡热管传热的新型工质具有优于自湿润流体和纳米流体的表面张力梯度特性，其表面张力先是随着温度升高而下降，在一定温度降至最小值后，又随着温度的升高而逐渐上升，能自发湿润热管烧干部位，有效延缓烧干现象的出现，并增强传热性能。本发明提供的强化振荡热管传热的新型工质的各项性能均优于单独使用自湿润流体或纳米流体，能够有效改善振荡热管的热输送性能。

技术领域

本发明涉及强化换热技术领域，更具体地说，是涉及一种强化振荡热管传热的新型工质及其制备方法和应用。

背景技术

振荡热管，又称脉动热管、自激振荡流热管、弯曲毛细管热管等，是基于普通热管且优于普通热管的一种新型独特的传热元件，由日本的Akachi于20世纪90年代初提出的。

振荡热管的工作原理为：在抽真空的弯曲毛细管中，充有一定量的工作介质，该介质在冷热端温差及表面张力的作用下形成汽、液塞状流随机地出现在管路中，这样，由于两端间存在压差以及相邻管子之间存在的压力不平衡，使得工质在蒸发端和冷凝端之间振荡流动，即通过相变和液塞的振荡实现热量的传递。其传热现象集沸腾、蒸发、冷凝、脉冲振荡于一体，这些物理过程并非是彼此孤立和简单地叠加，而是一个有机互动整体过程。

目前，振荡热管在低温差下能高效利用工质蒸发冷凝的潜热转移高密度热流，因此，改善和强化振荡热管的热输送性成为了研究的重点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种强化振荡热管传热的新型工质及其制备方法和应用，采用本发明提供的新型工质能够有效改善振荡热管的转热性能及热输送性能。

本发明提供了一种强化振荡热管传热的新型工质，由氧化石墨烯、丁醇和水制备而成。

优选的，所述氧化石墨烯的直径为50nm～200nm，厚度为0.8nm～1.2nm。

优选的，所述氧化石墨烯的浓度为0.02wt％～1.4wt％。

优选的，所述丁醇的浓度为0.1wt％～7.0wt％。

本发明还提供了一种上述技术方案所述强化振荡热管传热的新型工质的制备方法，包括以下步骤：

a)将氧化石墨烯和水进行分散，得到氧化石墨烯分散液；

b)将丁醇和水进行混合，得到丁醇水溶液；

c)将氧化石墨烯分散液和丁醇水溶液混合，得到强化振荡热管传热的新型工质；

所述步骤a)和步骤b)没有顺序限制。

优选的，步骤a)中所述分散的过程具体为：

将氧化石墨烯在水中进行超声震荡，离心后得到氧化石墨烯分散液。

优选的，所述超声震荡的功率为100W～300W，时间为20h～30h；

所述离心的转速为500r/min～1000r/min。

本发明还提供了一种强化振荡热管，由振荡热管注入工质得到；所述工质为上述技术方案所述强化振荡热管传热的新型工质或上述技术方案所述的制备方法制备得到的强化振荡热管传热的新型工质。

优选的，所述振荡热管为外径为3mm～5mm、内径为1.5mm～2.5mm、壁厚为0.5mm～1.1mm的铜管制成的3弯头闭合回路振荡热管；

所述振荡热管包括蒸发段、绝热段和冷凝段；所述蒸发段的长度为45mm～55mm，所述冷凝段的长度为45mm～55mm，所述绝热段的长度为180mm～220mm；