龔志明，王瑞祥，邢美波

（北京市建筑能源高校綜合利用工程技術(shù)研究中心，環(huán)境與能源工程學(xué)院，北京建筑大學(xué)，北京 100044）

0 引言

脈動(dòng)熱管是Akachi［1］于20 世紀(jì)90 年代首先提出的一種新型散熱元件。因其具有結(jié)構(gòu)簡單、小型化和傳熱高效等特點(diǎn)，受到廣泛關(guān)注［2-5］。脈動(dòng)熱管的工作原理是利用液塞的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)高效傳熱，并利用蒸發(fā)段與冷凝段間的壓差實(shí)現(xiàn)脈動(dòng)過程。蒸發(fā)段液體吸熱，隨著壁溫的升高，過熱度不斷增大，液體部分由對(duì)流換熱進(jìn)入到沸騰換熱。在核態(tài)沸騰下，氣泡不斷迅速產(chǎn)生，并上浮從氣液界面逸出進(jìn)入氣塞部分。因而氣塞部分壓力不斷增大，并最終推動(dòng)工質(zhì)克服阻力向冷凝段運(yùn)動(dòng)，形成定向的循環(huán)流動(dòng)。影響脈動(dòng)熱管特性參數(shù)可歸結(jié)為3 類：（1）物性參數(shù)，包括工質(zhì)物性、充液率等；（2）操作參數(shù)，包括加熱/冷卻方式、傾斜角、加熱功率等；（3）幾何參數(shù)，包括管徑、管長、彎頭數(shù)等［6］。

工質(zhì)的選擇對(duì)于脈動(dòng)熱管的特性有著重要影響。王迅等［7］以體積分?jǐn)?shù)為30%的甲醇水溶液、甲醇和水為工質(zhì)，在不同加熱功率、不同充液率和不同傾斜角工況下，對(duì)脈動(dòng)熱管的啟動(dòng)特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明工質(zhì)的物性參數(shù)與操作參數(shù)共同作用影響脈動(dòng)熱管啟動(dòng)性能。在50%充液率工況下，甲醇水溶液的啟動(dòng)時(shí)間比甲醇長，比水短。而在大充液率（80%）和小充液率（20%），大加熱功率下，甲醇水溶液的啟動(dòng)時(shí)間比甲醇短。Khandekar 等［8］通過總結(jié)以往學(xué)者研究結(jié)果，建議選擇高（dP/dT）sat，即蒸氣壓隨溫度變化大、低黏度、低潛熱、高比熱、低表面張力的流體作為應(yīng)用到脈動(dòng)熱管中的工質(zhì)。Qu 等［9］選擇Al2O3/H2O納米流體為工質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在表面沉積的納米顆粒層增加了活躍的核化點(diǎn)數(shù)量和氣泡的脫離頻率從而強(qiáng)化了脈動(dòng)熱管傳熱 效果。

目前已有很多針對(duì)表面活性劑的實(shí)驗(yàn)研究表明表面活性劑溶液具有很好的強(qiáng)化沸騰傳熱及流體減阻的特性［10-12］。Wang 等［13］配制了 CTAC/NaSal 混合溶液并在槽內(nèi)進(jìn)行了流動(dòng)沸騰實(shí)驗(yàn)研究，研究結(jié)果表明表面活性劑的添加強(qiáng)化了沸騰傳熱，增大了流動(dòng)沸騰的CHF（臨界熱流密度）。濃度為0.01%混合溶液的CHF 是水的1.6 倍。Wang 等［14］在PHP 中添加表面活性劑硬脂酸鈉進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明表面活性劑對(duì)脈動(dòng)熱管的傳熱性能影響很大。在測(cè)試條件下，與去離子水PHP 相比，濃度為0.001%表面活性劑溶液的脈動(dòng)熱管熱阻更低；當(dāng)加熱功率較高時(shí)，濃度為0.004%硬脂酸鈉溶液明顯增強(qiáng)了PHP 傳熱。但在脈動(dòng)熱管中應(yīng)用表面活性劑的研究則比較有限［15-16］，作者課題組［17-18］前期選擇了十二烷基苯磺酸鈉（SDS）和全氟辛酸鉀（PFOK）表面活性劑水溶液為工質(zhì)對(duì)脈動(dòng)熱管的啟動(dòng)換熱特性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)存在最佳濃度，使得脈動(dòng)熱管的啟動(dòng)時(shí)間和傳熱熱阻最小。表面活性劑在脈動(dòng)熱管中的作用機(jī)理尚不明確。因此，本文在前期工作基礎(chǔ)上選擇十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）水溶液為工質(zhì)，研究不同濃度的表面活性劑溶液對(duì)于脈動(dòng)熱管啟動(dòng)特性、溫度振蕩特性及傳熱特性的影響。

1 試驗(yàn)材料和方法

1.1 表面活性劑的選擇

表面活性劑具有在很低濃度時(shí)就能使水的表面張力顯著下降的特性［19］。脈動(dòng)熱管內(nèi)部的氣泡行為對(duì)于脈動(dòng)熱管的性能有著重要影響，一方面脈動(dòng)熱管蒸發(fā)段氣體的壓力是脈動(dòng)熱管啟動(dòng)和循環(huán)的動(dòng)力，另一方面又關(guān)系到脈動(dòng)熱管的運(yùn)行換熱特性。已有研究表明［20］，與較大的長氣泡相比，球形小氣泡比更容易使壁面產(chǎn)生新的蒸氣泡并使脈動(dòng)熱管容易運(yùn)行。并且氣泡直徑越小，產(chǎn)生氣泡所需要的過熱度越小。在目前表面活性劑溶液的池沸騰研究中，研究者得出相同結(jié)論，表面張力的減小使形成氣泡所需能量減少，從而激發(fā)更多的氣化核心，因此形成更多、更小的氣 泡［21］。本文選擇CTAB，陽離子型表面活性劑，由國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司提供，基液為去離子水。作為一種廣泛應(yīng)用的表面活性劑，CTAB陽離子型表面活性劑物理性質(zhì)已經(jīng)有研究者進(jìn)行過測(cè)定［22］，CTAB 表面活性劑水溶液在達(dá)到臨界膠束濃度（CMC）對(duì)應(yīng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為0.05%時(shí)，可將水表面張力降低至0.04 N/m 左右。并且溫度對(duì)其CMC 影響較小，可以忽略。

1.2 試驗(yàn)系統(tǒng)

所采用的脈動(dòng)熱管傳熱性能試驗(yàn)系統(tǒng)如圖1所示。試驗(yàn)系統(tǒng)主要由脈動(dòng)熱管主體、加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及其他輔助部件組成。脈動(dòng)熱管主體是由內(nèi)徑2 mm，外徑4 mm 的紫銅管彎折而成的蛇形閉合回路。具體尺寸如下：整體尺寸（長×寬）為300 mm×600 mm，其中蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段長度均為100 mm，管間距為60 mm。熱電偶布置如圖1 所示。本試驗(yàn)的加熱系統(tǒng)由RXN-605D 型號(hào)直流電源和電加熱絲組成。直流電源的調(diào)壓范圍為0～60 V，最大輸出功率為300 W，指示表頭顯示精度1%。通過調(diào)節(jié)電加熱絲兩端輸入電壓來對(duì)脈動(dòng)熱管蒸發(fā)段的輸入熱量進(jìn)行控制。脈動(dòng)熱管實(shí)驗(yàn)臺(tái)的冷卻系統(tǒng)采用RC 3010 型恒溫水槽，可調(diào)節(jié)的溫度范圍為-40～ 120 ℃，并且具有良好的溫度穩(wěn)定性（± 0.01 ℃）。脈動(dòng)熱管在運(yùn)行過程中測(cè)點(diǎn)溫度的變化情況由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測(cè)量，該系統(tǒng)由Agilent 34970A 多通道數(shù)據(jù)采集儀、校正后精度為± 0.1 ℃的K 型熱電偶以及計(jì)算機(jī)組成。數(shù)據(jù)采集周期為1 s，溫度信號(hào)由熱電偶傳入數(shù)據(jù)采集進(jìn)行AD 轉(zhuǎn)化采集，最后傳入計(jì)算機(jī)由自帶軟件顯示并記錄。

圖1 脈動(dòng)熱管試驗(yàn)系統(tǒng)示意

1.3 測(cè)試工況及誤差分析

為討論CTAB 表面活性劑水溶液濃度對(duì)脈動(dòng)熱管的影響，設(shè)置質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.025%、0.075%、0.125%、0.175%和0.25%，5 種不同濃度的CTAB 水溶液，充液率為50%，傾角為90°。在實(shí)驗(yàn)研究中，將蒸發(fā)段溫度脈動(dòng)曲線中第一個(gè)溫度突然下降點(diǎn)的時(shí)間作為啟動(dòng)時(shí)間，將此點(diǎn)的溫度作為啟動(dòng)溫度。

在一定運(yùn)行工況下，待各測(cè)點(diǎn)的溫度脈動(dòng)保持恒定，即達(dá)到傳熱穩(wěn)定。選取脈動(dòng)熱管穩(wěn)定運(yùn)行20 min 后各測(cè)溫點(diǎn)的溫度值進(jìn)行脈動(dòng)熱管傳熱性能的分析。對(duì)蒸發(fā)段、冷凝段取平均，計(jì)算熱阻值。脈動(dòng)熱管的熱阻可由下式計(jì)算得到：

式中 Te—— 脈動(dòng)熱管穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)蒸發(fā)段各測(cè)點(diǎn)的平均溫度；

Tc—— 脈動(dòng)熱管穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)冷凝段各測(cè)點(diǎn)的平均溫度；

Q ——電加熱絲的加熱量；

T1～T5—— 蒸發(fā)段5 個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)在20 min穩(wěn)定運(yùn)行內(nèi)的平均值；

T11～T15—— 冷凝段5 個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)在20 min穩(wěn)定運(yùn)行內(nèi)的平均值；

U，I —— 電壓、電流，由直流電源顯示器直接讀取。

直接測(cè)量誤差可由測(cè)量儀器的測(cè)量誤差δi直接給出。由誤差傳遞理論可知，間接測(cè)量值y 的絕對(duì)誤差δy與各傳遞分量絕對(duì)誤差δxi的關(guān)系為：

在本試驗(yàn)中，電壓和電流均由直流電源讀取，其顯示精度均為1%。電壓量程0～60 V，電流量程0～5 A。當(dāng)采用本試驗(yàn)最小加熱功率20 W 時(shí)，其電壓和電流分別達(dá)到最小值為9.2 V 和2.2 A，則得到輸入功率的最大相對(duì)誤差為：

同樣可以得到脈動(dòng)熱管熱阻的相對(duì)誤差。標(biāo)定后熱電偶的測(cè)溫誤差為±0.1 ℃，且在加熱功率為20 W 時(shí)，Te-Tc最小值為28 ℃，因此得到熱阻的最大相對(duì)誤差為：

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 啟動(dòng)特性分析

圖2 示出不同加熱功率下以去離子水為工質(zhì)的脈動(dòng)熱管啟動(dòng)曲線。

圖2 不同加熱功率去離子水脈動(dòng)熱管的啟動(dòng)過程

從圖2 中可以看出，在加熱功率小于40 W時(shí)，沒有出現(xiàn)溫度突然下降點(diǎn)，此時(shí)脈動(dòng)熱管沒有啟動(dòng)。當(dāng)加熱功率較低時(shí)，由于輸入熱量較小，相變過程可能未發(fā)生或進(jìn)行較緩慢，熱量通過導(dǎo)熱方式傳遞，因而未能產(chǎn)生足夠有效的推動(dòng)力。隨著加熱功率增大，輸入的熱量不斷增加，相變過程加劇推動(dòng)液塞向冷凝端運(yùn)動(dòng)啟動(dòng)脈動(dòng)熱管。由于單位時(shí)間輸入熱量的增加，脈動(dòng)熱管啟動(dòng)時(shí)間也隨著加熱功率的增大而減小。

在進(jìn)行試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，對(duì)于傾斜角、充液率和濃度一定的CTAB 脈動(dòng)熱管，不同加熱功率下的CTAB 脈動(dòng)熱管啟動(dòng)規(guī)律相似。當(dāng)加熱功率小于40 W 時(shí)CTAB 脈動(dòng)熱管無法啟動(dòng)；當(dāng)加熱功率大于等于40 W 時(shí)隨著加熱功率的增大，CTAB 脈動(dòng)熱管啟動(dòng)時(shí)間減小。因此，綜合水與CTAB 脈動(dòng)熱管的啟動(dòng)規(guī)律，選擇充液率50%、傾斜角90°在加熱功率80 W 工況為例進(jìn)行啟動(dòng)特性分析。圖3 所示為充液率50%、傾斜角90°的脈動(dòng)熱管在加熱功率80 W 情況下，不同濃度CTAB 蒸發(fā)段溫度隨時(shí)間變化曲線。

圖3 不同濃度CTAB 水溶液脈動(dòng)熱管的啟動(dòng)過程（P=80 W）

從圖3 中可以看出，各濃度的CTAB 脈動(dòng)熱管的啟動(dòng)溫度變化趨勢(shì)類似。蒸發(fā)段溫度都是先持續(xù)增加而后突然降低，再逐漸變化到穩(wěn)定運(yùn)行溫度范圍內(nèi)波動(dòng)。啟動(dòng)前，在脈動(dòng)熱管中的氣塞和液塞停滯在管中，只有脈動(dòng)熱管積累了足夠的能量，在蒸發(fā)冷凝端的壓差足夠克服阻力時(shí)脈動(dòng)熱管才能正常啟動(dòng)。因此在圖3 中，脈動(dòng)熱管啟動(dòng)前，其內(nèi)部工質(zhì)持續(xù)受熱溫度持續(xù)升高，達(dá)到啟動(dòng)條件時(shí)，氣體推動(dòng)液塞運(yùn)動(dòng)，低溫液體補(bǔ)充到剛才位置使溫度突然下降。隨著表面活性劑濃度的增加，脈動(dòng)熱管的啟動(dòng)時(shí)間先增加后減少。其原因是隨著表面活性劑濃度的提高，溶液粘度越來越大，啟動(dòng)的阻力也越來越大；隨著濃度的不斷增大，表面張力降低使產(chǎn)生氣泡所需過熱度進(jìn)一步降低，產(chǎn)生大量的氣泡，對(duì)于沸騰的強(qiáng)化作用大于黏度增加的影響，因此啟動(dòng)時(shí)間先增加后減小。而啟動(dòng)溫度方面，由于表面活性劑水溶液在蒸發(fā)段沸騰過程中，在壁面產(chǎn)生大量氣泡，壁面的溫度波動(dòng)較大。整體上啟動(dòng)溫度變化規(guī)律與啟動(dòng)時(shí)間類似，也呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。圖4 是在充液率50%，傾斜角90°，加熱功率80 W 的情況下，去離子水和不同濃度CTAB 水溶液脈動(dòng)熱管的啟動(dòng)時(shí)間和啟動(dòng)溫度。對(duì)比相同操作參數(shù)下去離子水脈動(dòng)熱管的啟動(dòng)性能可知，當(dāng)表面活性劑溶液濃度從0.025%升高到0.175%時(shí)，其啟動(dòng)時(shí)間不斷升高且均高于去離子水。而當(dāng)表面活性劑濃度升高到0.25%時(shí)，啟動(dòng)時(shí)間相比去離子水減 少28.5%。

圖4 去離子水和不同濃度CTAB 溶液脈動(dòng)熱管的啟動(dòng)時(shí)間及啟動(dòng)溫度（P=80 W）

其原因是雖然此時(shí)黏度最大，但是在較高的加熱功率下，表面活性劑對(duì)于沸騰換熱的強(qiáng)化明顯。蒸發(fā)段的氣泡生成數(shù)量大幅增加，大量氣泡通過氣液界面進(jìn)入氣塞中，迅速達(dá)到啟動(dòng)所需飽和壓力。因此在高濃度高加熱功率下，CTAB 脈動(dòng)熱管啟動(dòng)性能優(yōu)于純水脈動(dòng)熱管。

2.2 溫度脈動(dòng)曲線特性分析

圖5 示出去離子水及不同濃度CTAB 脈動(dòng)熱管在傾斜角90°、充液率50%下的溫度脈動(dòng)曲線。從整體上看，依然符合隨加熱功率增加，啟動(dòng)時(shí)間減少的規(guī)律。當(dāng)加熱功率較低為40 W 時(shí)，濃度為0.025%的CTAB 脈動(dòng)熱管正常啟動(dòng)，濃度為0.125%的CTAB 脈動(dòng)熱管沒有啟動(dòng)。各濃度CTAB 脈動(dòng)熱管的啟動(dòng)主要受溶液粘度和氣化劇烈程度共同作用。根據(jù)圖5（a）（c）（e）可以看出，當(dāng)加熱功率為40 W 時(shí)，添加表面活性劑所帶來粘度的變化明顯延長了脈動(dòng)熱管的啟動(dòng)時(shí)間和脈動(dòng)周期。當(dāng)CTAB 濃度為0.025%時(shí)，此時(shí)溶液粘度較小，啟動(dòng)阻力相對(duì)較小，脈動(dòng)熱管可以啟動(dòng)。但是，隨著表面活性劑濃度的增加，隨之增大的黏度阻礙了脈動(dòng)熱管的啟動(dòng)。在加熱功率較低時(shí)，提供的熱驅(qū)動(dòng)力不足以克服阻力使脈動(dòng)熱管啟動(dòng)。

圖5 不同加熱功率去離子水及不同濃度CTAB 水溶液脈動(dòng)熱管的溫度脈動(dòng)曲線

當(dāng)加熱功率較高為100 W 時(shí)，各個(gè)濃度下的CTAB 脈動(dòng)熱管都能正常啟動(dòng)。單位時(shí)間內(nèi)的高能量輸入，有利于脈動(dòng)熱管的啟動(dòng)。與啟動(dòng)特性分析類似，啟動(dòng)時(shí)間隨CTAB 濃度升高先增大后減小。并且隨CTAB 濃度升高，溫度脈動(dòng)的頻率加快，傳熱性能越好。這主要是因?yàn)楸砻鎻埩Φ慕档蛷?qiáng)化了工質(zhì)的沸騰換熱過程，提高了蒸發(fā)段與冷凝段的換熱效率。當(dāng)CTAB 濃度達(dá)到0.125%以上，脈動(dòng)熱管的溫度脈動(dòng)曲線在啟動(dòng)開始階段均出現(xiàn)了在較高溫度范圍內(nèi)脈動(dòng)。這是由于在較高加熱功率下，一方面對(duì)于濃度較高的CTAB 脈動(dòng)熱管蒸發(fā)段的沸騰換熱更加劇烈，產(chǎn)生的氣泡更多，使得其壁面的溫度波動(dòng)較大。另一方面，氣泡的增多和黏度的增大在脈動(dòng)熱管啟動(dòng)運(yùn)行中需要積累更大的熱驅(qū)動(dòng)力。經(jīng)過一段時(shí)間后，CTAB脈動(dòng)熱管穩(wěn)定運(yùn)行溫度明顯低于去離子水脈動(dòng)熱管，溫度波動(dòng)幅度較小。這可能是因?yàn)楸砻婊钚詣┤芤汉腿ルx子水沸騰特性的區(qū)別。水在沸騰過程中氣泡行為極度混亂無序，在上升過程中存在大量的氣泡合并現(xiàn)象。而表面活性劑的添加則會(huì)減小產(chǎn)生的氣泡直徑，并且明顯減小氣泡合并趨勢(shì)，因此換熱較為穩(wěn)定［21］。此外隨著CTAB 的添加，黏度增大氣泡數(shù)量增多使得剪切力增大減慢了振蕩周期，因此在高加熱功率和高濃度穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)呈現(xiàn)出較去離子水而言振幅較小而周期稍大的特點(diǎn)。在濃度為0.025%的CTAB 脈動(dòng)熱管在100 W 加熱功率下的溫度振蕩曲線中出現(xiàn)了幾處溫度突變點(diǎn)，溫度突然急劇升高后降低至運(yùn)行溫度。考慮原因可能是由于表面活性劑的添加，氣泡生成增加，氣泡和液體在脈動(dòng)熱管中隨機(jī)分布和蒸發(fā)段加熱的不均勻，部分液體在加熱過程中完全蒸發(fā)導(dǎo)致出現(xiàn)了短暫的局部燒干的現(xiàn)象。

2.3 傳熱特性分析

在傾斜角90°，充液率為50%條件下，不同濃度CTAB 脈動(dòng)熱管的熱阻值隨加熱功率變化規(guī)律如圖6 所示。

圖6 不同濃度下CTAB 水溶液脈動(dòng)熱管的熱阻

從圖中可以看出，與去離子水類似，不同濃度的CTAB 脈動(dòng)熱管熱阻均隨加熱功率的升高而減小。當(dāng)加熱功率從20 W 升高到100 W 時(shí)，去離子水脈動(dòng)熱管的熱阻從1.67 K/W 下降到了0.6 K/W，降低了64%；濃度為0.25%的CTAB 水溶液脈動(dòng)熱管的熱阻從1.73 K/W 降低到0.3 K/W，下降了83%。在較低加熱功率下（≤40 W），所有濃度CTAB 脈動(dòng)熱管的熱阻高于去離子水脈動(dòng)熱管。在高加熱功率下濃度高于0.125%的CTAB脈動(dòng)熱管顯示出了良好的傳熱性能，傳熱熱阻遠(yuǎn)低于去離子水和低濃度工況下熱阻。這是由于表面活性劑的添加使溶液黏度變大，在加熱功率較小時(shí)熱驅(qū)動(dòng)力不足使得工質(zhì)的流速較慢，傳熱性能不佳。而在高加熱功率時(shí)，高濃度的CTAB 溶液更易于在蒸發(fā)段沸騰。與去離子水相比，CTAB溶液在沸騰過程中產(chǎn)生的氣泡直徑較小，氣泡數(shù)量更多，分布密度更大。大量的小直徑氣泡增加了氣-液表面的接觸面積并且改善了加熱面潤濕性。由于在氣-液界面處發(fā)生沸騰和冷凝，因此氣-液接觸面積的增加強(qiáng)化了相變過程，產(chǎn)生了更大的壓力波動(dòng)，使冷熱端壓差增大，促進(jìn)了脈動(dòng)及循環(huán)流動(dòng)過程，強(qiáng)化了脈動(dòng)熱管傳熱效果。另一方面，大量的氣泡也增加了流體的擾動(dòng)和流速提高了傳熱效率。因此，在高熱流密度下，高濃度CTAB 脈動(dòng)熱管傳熱熱阻明顯減小。需要說明的是，在前文中曾指出濃度為0.125%的CTAB 水溶液脈動(dòng)熱管在加熱功率80 W 時(shí)啟動(dòng)溫度和啟動(dòng)時(shí)間高于其它濃度的脈動(dòng)熱管。在脈動(dòng)熱管的啟動(dòng)過程中，開始階段脈動(dòng)熱管蒸發(fā)段液塞受熱但并未產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，此時(shí)黏度占主要影響地位。一方面濃度為0.125%的CTAB 表面活性劑脈動(dòng)熱管濃度相對(duì)較大，帶來的黏度增加的影響較大；另一方面由于CTAB 表面活性劑溶液相變過程與去離子水相比在沸騰過程中產(chǎn)生了更多的氣泡，在未達(dá)到啟動(dòng)條件時(shí)，在絕熱和冷凝段積累了更多的氣體。因此相比于去離子水脈動(dòng)熱管需要積累更多的能量推動(dòng)液塞完成啟動(dòng)過程。而傳熱熱阻是在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)測(cè)得的，反映的是脈動(dòng)熱管的穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的傳熱特性。

CTAB 表面活性劑強(qiáng)化了沸騰過程的換熱效果，而此時(shí)脈動(dòng)熱管中的液塞不斷在蒸發(fā)段與冷凝段之間循環(huán)運(yùn)動(dòng)，因此可以充分體現(xiàn)強(qiáng)化換熱的作用，降低了脈動(dòng)熱管的熱阻及運(yùn)行溫度。

3 結(jié)論

（1）CTAB 對(duì)脈動(dòng)熱管啟動(dòng)時(shí)間有一定影響。充液率50%、傾斜角90°的脈動(dòng)熱管在加熱功率80 W 情況下，隨著表面活性劑濃度的增加，脈動(dòng)熱管的啟動(dòng)時(shí)間先增加后減少。濃度為0.25%的CTAB 脈動(dòng)熱管比去離子水脈動(dòng)熱管啟動(dòng)時(shí)間減少28.5%。

（2）CTAB 對(duì)脈動(dòng)熱管溫度振蕩特性的影響主要是表面張力和黏度變化的耦合作用。高濃度（≥0.125%）CTAB 脈動(dòng)熱管在低加熱功率（≤40 W）下無法啟動(dòng)。但在高加熱功率下，高濃度CTAB 脈動(dòng)熱管穩(wěn)定運(yùn)行溫度和溫度波動(dòng)幅度明顯小于去離子水脈動(dòng)熱管。

（3）CTAB 對(duì)脈動(dòng)熱管傳熱強(qiáng)化作用與加熱功率密切相關(guān)。在低加熱功率下，CTAB 的添加使傳熱熱阻變大；在高加熱功率下，高濃度CTAB可以明顯降低傳熱熱阻。