2023年第1期总第251期低温工程CRYOGENICSNo.12023SumNo.251单回路液氦脉动热管气液两相流数值模拟吕秉坤1徐冬2王维1施雅然2信纪军1方志春1李来风1,2(1松山湖材料实验室东莞523808)(2中国科学院低温工程学重点实验室(理化技术研究所)北京100190)摘要:为了探究液氦脉动热管的传热机理,建立了单回路液氦脉动热管的二维数值模型。基于多相流VOF(VolumeofFluid)方法对该模型进行了数值求解,模拟了该液氦脉动热管的初始状态以及运行状态。其中初始状态为气液交替分布的饱和静止状态。运行状态为方向变化的脉动流动状态,流型为塞状流。分析了液氦脉动热管的流动与传热特性。关键词:液氦脉动热管数值模拟两相流中图分类号:TB65,TB66文献标识码:A文章编号:1000-6516(2023)01-0026-05收稿日期:2022-08-09;修订日期:2022-12-20基金项目:国家自然科学基金(52071223);科技部国家重点研发计划项目(2022YFA1603904);广东省基础与应用基础研究基金(2020B1515120084);广东省重点领域研发计划(2020B0101340002)。作者简介:吕秉坤,男,30岁,博士。Numericalsimulationofgas-liquidtwo-phaseflowinasingleloophelium-basedpulsatingheatpipeLvBingkun1XuDong2WangWei1ShiYaran2XinJijun1FangZhichun1LiLaifeng1,2(1SongshanLakeMaterialsLaboratory,Dongguan523808,China)(2ChineseAcademyofSciencesKeyLaboratoryofCryogenics,TechnicalInstituteofPhysicsandChemistry,Beijing100190,China)Abstract:BasedontheVolumeofFluid(VOF)model,atwo-dimensionalnumericalmodelwasdevelopedtoinvestigatetheheattransfermechanismofthesingle-loophelium-basedpulsatingheatpipe.ThemodelwasnumericallysolvedbasedontheVolumeofFluid(VOF)method,andtheinitialstateandoperatingstateofthehelium-basedpulsatingheatpipeweresimulated.Theinitialstateisasaturatedstaticstatewithalternatedistributionofvaporplugandliquidslug.Therunningstateisthepulsatingflowwithchangingdirection,andtheflowtypeistheplugflow.Inaddition,theflowandheattransfercharacteristicsofthehelium-basedpulsatingheatpipewereanalyzed.Keywords:helium-basedpulsatingheatpipe;numericalsimulation;two-phaseflow1引言脉动热管(PulsatingHeatPipe,PHP)是20世纪90年代出现的一种新型热管,由日本的Akachi最早提出。它是将一根内径较小(一般为0.5—3mm)的毛细管在蒸发段和冷凝段之间反复弯折并...
