均温板机理的研究,近年来也取得不小的进展。Bonjour[26-27]等人对竖直有限空间内的沸腾换热流型进行了研究,结果表明:热流密度较高时,有限空间内沸腾换热相较于非有限空间内的沸腾换热很弱。而且随着有限空间的减小,沸腾极限(CHF)也减小,压力增大时沸腾极限增大,这也表明,压力对沸腾换热的增加效果无法抵消空间减小对其的抑制,该研究为之后的工作奠定了坚实基础。。
Peterson[28]指出毛细结构具有下述功能:(1)通过液膜效应降低壁面热通量。(2)毛细芯与壁面接触可阻止蒸汽膜成长。(3)增加成核态沸腾和蒸发面积。(4)借由毛细力增大工质流体回到加热区的流量。同时认为毛细结构与内壁面接触会对均温板的性能造成巨大影响,因此他提出了最佳的烧结过程:把毛细结构和底板一并进行烧结。在通入75%的氩气、25%氢气的情况下烧结,烧结温度控制为1030℃,持续2个小时。不但能增强毛细结构彼此间的接触,还能有效降低加热面和毛细结构两者间的接触热阻,因此大幅提升了传热系数和传热极限,传热系数提升到245。5W/(m2k),传热极限到达367。9W/cm2。国内胡幼明和王惠龄[29]也对平板热管蒸发面的沸腾传热和吸液芯层对沸腾情况的影响进行了探索,针对这种平板热管它们做了金属网格表面的沸腾传热的实验。通过实验,对金属网格的表面沸腾以及光壁面的表面沸腾进行了结构比较,总结了丝网数量,丝网填料目数对丝网表面沸腾传热的影响。得出结论:丝网毛细芯虽能增大蒸发面的气化核心,强化工质的沸腾换热,但丝网和板面的接触热阻也较大。81250
均温板内部,沸腾和冷凝现象都发生在一个有限的空间中,因此,有限封闭空间内沸腾冷凝共存相变换热问题成为重点。刘中良和张广孟[30]通过对实验结果的分析,表明有限空间内,沸腾-凝结共存相变传热过程中存在蒸发汽流到冷凝面的“射流冲击”现象,此现象对凝结换热和沸腾都是有利的。但蒸汽腔高度变得很小时,在汽泡的破裂携带等影响下液面很容易与冷凝面接触,由于表面张力的作用,同时形成不连续的“液桥”,这几者都很不利于凝结换热,抑制沸腾和凝结换热,沸腾、凝结表面传热系数减小。通过分析传热特性,表明凝结传热的强弱是决定传热强度的关键环节。这是一个重大发现。如今许多均温板相关的研究重心都是蒸发侧热阻,忽略冷凝侧的传热。论文网
刘中良的研究表明:均温板的充液率和充液高度存在最优值,有限封闭空间内沸腾-凝结共存相变换热现象也有这样的共性。充液高度的增加,会导致凝结表面传热系数会先增大后减小,从而限制有限空间内的整体传热性能。