热管技术的重要性

热管是工业余热回收与散热的核心元件

热管的临界热流密度决定系统的热效率

量子热管技术提高了临界热流密度数倍

   量子热管技术是减少碳排放量关键技术    

量子热管技术指标

量子热管的数据是重复第100次水平测试并在 ∆T>3℃ 前截取  

量子热管技术


量子热管技术是量子传热技术发明的应用,由量子传热方式、量子介质、复合管材三部份组成。将量子介质配置去离子水做为传热工质并以量子传热方式耦合导热、对流方式传热,有效抑制莱顿弗罗斯特现象,大幅提高热管临界热流密度数倍。

量子传热方式机理


量子介质按1:100重量比配置去离子水,即可自组装液体的物理参数和纳米颗粒密堆积结构,形成多体近场辐射传热系统。纳米颗粒的量子、尺寸、界面、表面效应和热激发的界面声子极化激子与电磁波耦合产生增强的辐射传热,包括:纳米颗粒孔隙间距
d<λT的多体近场辐射(光子隧穿)传热、纳米颗粒孔隙间距d<20nm的多体倏逝场辐射(光、声学声子隧穿)传热、纳米颗粒紧密接触声子导热,纳米受限水和颗粒间的增强辐射传热的耦合称为:量子传热方式

量子传热方式

量子传热方式的特性

唯增强热辐射传热  提高沸腾传热系数

沸腾曲线方可左移  功率增大热阻变小

量子介质

量子介质将传热工质、传热结构、传热方式集为一体。

传热工质:
由多种电介质纳米颗粒复合而成量子介质配
去离子水成为传热工质。
传热结构
:

自组装基液的物理特性与纳米颗粒密堆积结
,形成多体近场辐射传热系统。
传热方式
:

耦合纳米受限水和纳米颗粒密堆积结构间
量子传热方式。

子介质是量子热管技术的载体,热管使用量子介质作为工质即成为第二代热管。

量子介质加热测试

量子介质在沸腾传热过程的稳定性远高于去离子水

量子介质可持续发展

无害无毒

无机纳米颗粒,无挥发性与易燃易爆。

环保合规

符合欧盟、日本最严荷的环保标准。

不含稀土

普通金属、过渡金属、非金属氧化物,供应无忧。

持续发展

知识产权受保护、环保节能技术、全球各国支持的项目。

量子复合管材

量子热管技术视同管内壁为量子介质的组成部份,选用高发射率、介电损耗值的材料或涂层,以满足量子传热方式对材料特性的要求并可以降低管材成本。

热管测试装置

测试装置如图下所示的仪器型号与用途如下表:

热管测试资料

测试角度0.3o

启动温度23oC

加热方式两个电加热套并联(总长度130mm)  

冷却水量流量 500ml/min. 水套长140mm. 内径55mm

量子热管工质1g 量子介质+100ml 去离子水

水热管工质100ml去离子水

管材韩国 SeAH Changwon Integrated Special Steel出品 不锈钢管产品编号(ASTM A312-17)


化学成分 C Si Mn P S Ni Cr N
% 0.022 0.339 1.659 0.0306 0.0050 9.096 18.282 0.0733

热管测试规则与测温点分布图

  • 同一根热管分别测试去离子水与量子介质
  • 恒定加热功率测试12分钟
  • 热管出现∆T>3之前 q 值为临界热流密度(CHF)

热管测试计算公式

热管传热横截面积计算
 

工况温度
 

冷却水进口温度15℃流量500ml/min电加热套表面温度

热流密度

其中,q 为热流密度(W/m2 ), Q为热流量(W),A为换热面积(m2)

热阻

其中,R为热阻(°C/W),Twe, Twe 分别为蒸发段和冷凝段的平均温度(°C),Q为热流量(W)

测试数据与分析

测试结果与分析

  • 临界热流密度(CHF)提高2.241MW/m2
  • 量子介质沸腾曲线左移提高传热系数
  • 量子热管热速提高36%
  • 电热套功率2500W热阻降31%
  • 量子热管同比去离子水管CHF提高三倍以上

量子热管技术的价值

量子热管技术是工业余热回收与散热设备升级换代技术!

量子热管技术的应用

量子介质是量子热管技术的载体。
热管使用量子介质按1:100配置去离子水作为传热工质即成为第二代热管。
以本测试的量子热管为例,只需5美元。  
即临界热流密度提高
350%以上。