【摘 要】
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热虹吸管是一种结构简单、传热效率高的被动传热元件。二元混合工质能通过调节不同物质比例从而提升热虹吸管的热性能。论文对二元混合工质热虹吸管的传热特性进行了实验测试,并就其应用于电池热管理进行了应用基础研究。研究结果可为热虹吸管的实际工程应用提供理论和数据支撑。论文设计并加工不同规格的热虹吸管,搭建了热虹吸管传热性能实验测试系统,研究了五种热流密度（1.67k W/m2、3.35k W/m2、5.02
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热虹吸管是一种结构简单、传热效率高的被动传热元件。二元混合工质能通过调节不同物质比例从而提升热虹吸管的热性能。论文对二元混合工质热虹吸管的传热特性进行了实验测试,并就其应用于电池热管理进行了应用基础研究。研究结果可为热虹吸管的实际工程应用提供理论和数据支撑。论文设计并加工不同规格的热虹吸管,搭建了热虹吸管传热性能实验测试系统,研究了五种热流密度（1.67k W/m2、3.35k W/m2、5.02k W/m2、6.69k W/m2、8.36k W/m2）、五种充液率（30%、40%、50%、60%、70%）、不同比例甲醇基混合工质（水和甲醇以1∶19、1∶4、1∶1、4∶1、19∶1比例混合,乙醇和甲醇以1∶19、1∶4、1∶1、4∶1、19∶1比例混合）对其传热性能的影响;并且基于动力电池发热特性,设计混合工质热虹吸管散热装置,搭建散热实验测试平台,对混合工质热虹吸管的应用展开基础研究。研究结果表明:（1）相同充液率、相同工质下,随着热流密度的增加,混合工质热虹吸管的外壁温度、蒸发换热系数、冷凝换热系数及等效换热系数皆增大。同一热流密度下,混合工质热虹吸管蒸发段到绝热段再到冷凝段的壁面温度不断下降（Te>Ta>Tc）,轴向温度有相同变化趋势。（2）相同热流密度、相同工质下,在充液率30%~70%范围内,随着充液率的减小,甲醇基混合工质热虹吸管的热阻和最大温差随之减小。甲醇基混合工质热虹吸管的最佳充液范围在30%~40%内。（3）在充液率30%、热流密度5.02k W/m2的条件下,不同甲醇基混合工质热虹吸管的启动方式均为温度渐变型,且启动时间都在200s~300s之间,其中启动最快的为甲醇比例95%的水/甲醇混合工质热虹吸管。（4）在充液率30%、热流密度5.02k W/m2的条件下,甲醇比例95%的水/甲醇混合工质热虹吸管的最大温差比纯甲醇热虹吸管的最大温差小7.3℃,甲醇比例95%的乙醇/甲醇混合工质热虹吸管的最大温差比纯甲醇热虹吸管的最大温差小5.4℃,相比之下甲醇比例95%的甲醇基混合工质热虹吸管温度分布更均匀。（5）在充液率30%、热流密度5.02k W/m2的条件下,随着混合工质中甲醇比例的增加,甲醇基混合工质热虹吸管的传热性能增强。甲醇比例为95%的水/甲醇混合工质和乙醇/甲醇混合工质热虹吸管的热阻分别比甲醇比例为5%的小55.0%和46.3%,甲醇比例为95%的水/甲醇混合工质和乙醇/甲醇混合工质热虹吸管的当量导热系数是甲醇比例为5%的2.27倍和1.84倍。在研究的十种甲醇基混合工质热虹吸管中,甲醇比例为95%的水/甲醇混合工质热虹吸管传热效果最佳。（6）在三种散热方式（热管散热系统、风机冷却和自然冷却）中,热管散热系统下的模拟电池温度最低。混合工质热虹吸管散热装置可以将温度控制在动力电池的最佳工作温度,因此混合工质热虹吸管应用在动力电池热管理上具有可行性。
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