中文摘要：

针对管内汽-液相变传热机理，结合空调蒸发（冷凝）器的内部相变及外部对流传热过程，从强化其外部传热过程入手，运用高效脉动热管传热元件，围绕蒸发（冷凝）器的结构及传热特性，拟通过合理选择脉动热管物理参数、优化匹配脉动热管的结构及布置形式、耦合方式等，使其作为相变外场负荷与蒸发（冷凝）器的传热过程建立起良好的协同耦合机制。基于此协同耦合机制，脉动热管内工质建立起稳定的振荡流动，由于脉动热管的传热性能明显优于翅片结构而强化了蒸发（冷凝）器的外部传热过程；同时，蒸发（冷凝）器管路在脉动热管交变热负荷的作用下，管内制冷剂的流动及相变传热过程也会由此产生脉动效果，进而强化蒸发（冷凝）器内部的相变传热过程；而脉动热管本身在脉动的蒸发（冷凝）相变负荷作用下，又强化了其自身的传热过程。这样，脉动热管与蒸发（冷凝）器之间形成强化传热相互激励的机制，从而最大限度地强化类似于空调蒸发（冷凝）器等管内的相变传热过程。

结论摘要：

本项目研究是在脉动热管分别采用非均匀截面结构、不等径结构以及管内工质为Cu-H2O纳米流体时自激强化传热特性实验研究基础上，通过对其内部流动及传热过程进行合理简化建立的物理模型以及通过划分适宜的单元体，对单元体管内汽-液塞的受力情况进行分析，构建的单元体及整个回路的数学模型，对脉动热管加热段内流动及传热特性以及结构和运行参数对其的影响进行了计算分析，揭示了脉动热管内单相对流传热与相变对流传热所起的作用，并与相关的实验及研究结果进行了对比分析；为了验证脉动热管作为相变外场强化传热的可行性，通过脉动热管与平板太阳能集热管路间的协同耦合布置，使脉动热管在太阳能及集热管路作用下建立起的多热源-多冷源工作模式可使其稳定运行并强化了集热传热过程；为了进一步研究脉动热管作为相变外场对管内相变传热过程的影响及相互作用，将单一脉动热管与主体脉动热管结构上相互协同耦合组成耦合式脉动热管换热器，耦合脉动热管在与主体脉动热管结构耦合所建立的多热源-多冷源的作用下可稳定运行，并强化了主体脉动热管的传热性能，通过壁温监测及对实验结果定性分析表明耦合的脉动热管间在互为变化的外场负荷下相互作用、互相激励，最大限度地强化了耦合式脉动热管换热器的传热性能；为了进一步验证脉动热管作为相变外场与管内相变传热过程相互激励的强化传热实际效果，制作了空调简易实验装置，并针对冷凝器结构型式，通过合理选择脉动热管物理参数、优化匹配脉动热管的结构及布置形式，将脉动热管与空调冷凝器协同耦合，同样为脉动热管建立多热源-多冷源的工作模式，实验结果表明脉动热管在多热源-多冷源的作用下可稳定运行，并强化了冷凝器的传热性能，壁温监测及实验结果的定性分析也表明了脉动热管与冷凝器间，在互为变化的外场负荷下相互作用、互相激励的效果。同时，对脉动热管相变外场与管内相变过程协同耦合实现强化传热激励机制进行了初步的探讨。 由于此次基金项目研究时间较短，项目计划书以外的针对脉动热管与空调蒸发器的协同耦合以及改变脉动热管耦合方式等实验研究没能进一步开展，使得对脉动热管相变外场与管内相变过程协同耦合实现强化传热激励机制的研究缺少更多实验支撑，只停留在初步探讨阶段，下一步的研究工作正在逐步进行当中。