液態(tài)金屬微液滴脈動(dòng)熱管的傳熱性能

崔文宇，蔣振，郝婷婷，溫榮福，馬學(xué)虎

（大連理工大學(xué)化工學(xué)院，遼寧 大連 116024）

隨著科技的發(fā)展和電子元件小型化的趨勢(shì)，器件中局部熱流密度顯著提高，傳統(tǒng)的散熱設(shè)備無(wú)法滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的熱流密度需求。脈動(dòng)熱管（pulsating heat pipes或oscillating heat pipes）耦合了相變傳熱和微細(xì)通道內(nèi)的振蕩運(yùn)動(dòng)顯熱傳熱兩種傳熱方式，依靠蒸發(fā)端與冷凝端潛熱傳遞產(chǎn)生的蒸汽壓差推動(dòng)液彈在通道內(nèi)振蕩運(yùn)動(dòng)，且無(wú)需傳統(tǒng)熱管的毛細(xì)芯結(jié)構(gòu)，是一種具有高熱導(dǎo)率的熱管。脈動(dòng)熱管的結(jié)構(gòu)（如熱管通道尺寸、通道的設(shè)計(jì)形式）、通道的表面潤(rùn)濕性和工質(zhì)是影響脈動(dòng)熱管傳熱性能重要參數(shù)。于慧文等通過(guò)刻蝕在脈動(dòng)熱管表面形成了表面潤(rùn)濕梯度并提高了在水平運(yùn)行時(shí)的傳熱性能。在脈動(dòng)熱管中，通常選擇表面張力小、比熱容高、黏度低和(d/d)高的工作介質(zhì)。但單一的純工作介質(zhì)很難同時(shí)滿(mǎn)足這些條件，因此利用混合工質(zhì)可以提高脈動(dòng)熱管的傳熱能力?；旌瞎べ|(zhì)分為均相混合物（例如乙醇、丙酮和水二元或三元混合物）和非均相混合工質(zhì)（例如非共沸混合工質(zhì)、離子液體和水混合工質(zhì)、納米流體等）。張超等在脈動(dòng)熱管中使用HFE?7100和水的非共沸不互溶混合工質(zhì)，從而縮短了脈動(dòng)熱管的啟動(dòng)時(shí)間。Liang 等研究發(fā)現(xiàn)離子液體的加入增大了脈動(dòng)熱管通道中氣液兩相的壓力不平衡性，使得脈動(dòng)熱管在高功率下也不會(huì)出現(xiàn)“燒干”現(xiàn)象。納米流體混合工質(zhì)中的納米顆粒可以增加流體的熱導(dǎo)率，同時(shí)納米顆粒的運(yùn)動(dòng)使流體內(nèi)部產(chǎn)生擾動(dòng)從而形成微對(duì)流。Ma 等首次將納米顆粒流體作為脈動(dòng)熱管工質(zhì)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)金剛石納米顆粒流體可以顯著提高脈動(dòng)熱管的傳熱性能。Qu等對(duì)氧化鋁?水納米流體脈動(dòng)熱管進(jìn)行研究并得出了相近的結(jié)論，認(rèn)為納米顆粒沉降引起的蒸發(fā)段表面狀態(tài)變化是AlO納米流體脈動(dòng)熱管傳熱性能增強(qiáng)的主要原因。

近年來(lái)，液態(tài)金屬鎵及其合金（galinstan,EGaIn等）的獨(dú)特性質(zhì)，例如高表面張力、高熱導(dǎo)率、室溫呈液態(tài)、不易燃和無(wú)毒性等得到了廣泛的關(guān)注，并在微流控和單相流動(dòng)傳熱方面發(fā)展迅速。液態(tài)金屬可以顯著強(qiáng)化相變傳熱。曹春蕾等將液態(tài)金屬軟表面引入乙醇工質(zhì)中，發(fā)現(xiàn)使用液態(tài)金屬后池沸騰性能提高了149%。Hao等實(shí)驗(yàn)研究了液態(tài)金屬和水混合工質(zhì)脈動(dòng)熱管的傳熱性能，發(fā)現(xiàn)液態(tài)金屬混合工質(zhì)可以有效提高傳熱性能。液態(tài)金屬在外界能量的輸入下易分散成液態(tài)金屬納米顆粒，如利用液態(tài)金屬射流自剪切作用形成液態(tài)金屬微液滴，并通過(guò)連續(xù)相溶液的物性調(diào)控液態(tài)金屬液滴的尺寸，利用溶液沸騰過(guò)程產(chǎn)生的高能量氣泡撞擊液態(tài)金屬液滴，使液態(tài)金屬分散成微液滴，或者通過(guò)超聲波振蕩分散液態(tài)金屬形成納米顆粒。Chen等通過(guò)實(shí)驗(yàn)將液態(tài)金屬與表面活性劑混合并加以超聲振蕩后，發(fā)現(xiàn)可以獲得穩(wěn)定的液態(tài)金屬微納顆粒，并且液態(tài)金屬納米顆粒很少會(huì)發(fā)生團(tuán)聚。利用液態(tài)金屬微納液滴的高熱導(dǎo)率及特殊的微通道流動(dòng)特性，以及液態(tài)金屬納米顆粒所特有的較易制備、粒度可控和不易團(tuán)聚等特點(diǎn)，可以有效提高脈動(dòng)熱管的傳熱性能。

綜上所述，工質(zhì)的物性與脈動(dòng)熱管的傳熱性能密切相關(guān)，同時(shí)液態(tài)金屬和表面活性劑溶液混合工質(zhì)可以自分散形成具有高熱導(dǎo)率的液態(tài)金屬微納液滴流體，而且微液滴在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生局部振蕩運(yùn)動(dòng)，形成局部流場(chǎng)擾動(dòng)和微對(duì)流，從而促進(jìn)液滴內(nèi)外熱量傳遞。本文將液態(tài)金屬與表面活性劑混合工質(zhì)引入脈動(dòng)熱管，通過(guò)振蕩運(yùn)動(dòng)形成液態(tài)金屬球型液滴，并通過(guò)可視化與傳熱實(shí)驗(yàn)研究其作為工質(zhì)時(shí)脈動(dòng)熱管的傳熱性能，旨在探究新型工質(zhì)在脈動(dòng)熱管中對(duì)傳熱性能的影響，以強(qiáng)化脈動(dòng)熱管性能，開(kāi)發(fā)高效散熱設(shè)備。

1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

1.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理

脈動(dòng)熱管尺寸及測(cè)溫點(diǎn)位置分布和實(shí)驗(yàn)流程示意圖如圖1所示。板式閉環(huán)脈動(dòng)熱管由12個(gè)相鄰槽道的U形彎管連接并形成6個(gè)彎管，脈動(dòng)熱管通道的橫截面形狀為3mm×3mm的正方形。工作介質(zhì)的表面張力是主要控制因素，在重力環(huán)境下，脈動(dòng)熱管的直徑可以通過(guò)臨界Bond數(shù)確定[式(1)]。

圖1 板式脈動(dòng)熱管系統(tǒng)

臨界Bond 數(shù)范圍為0.7～1.8，脈動(dòng)熱管通道直徑的范圍見(jiàn)式(2)。

使用十二烷基硫酸鈉（sodium dodecyl sulfate,SDS）溶液（常溫下表面張力為0.03N/m）為工質(zhì)的脈動(dòng)熱管，直徑范圍為1.17～3.02mm。使用液態(tài)金屬為工質(zhì)，脈動(dòng)熱管直徑范圍可達(dá)到2.36～6.07mm。為防止紫銅與液態(tài)金屬反應(yīng)或被其附著，在脈動(dòng)熱管的表面涂敷聚合物防腐涂層。脈動(dòng)熱管兩側(cè)對(duì)稱(chēng)加工12個(gè)孔徑為1.5mm的熱電偶測(cè)溫孔，用以測(cè)量最外側(cè)通道的溫度變化。脈動(dòng)熱管的傳熱長(zhǎng)度為107mm，其中冷凝段、絕熱段和蒸發(fā)段的長(zhǎng)度分別為40mm、33mm和34mm。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、脈動(dòng)熱管和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。加熱方式為垂直底部加熱模式，加熱系統(tǒng)通過(guò)紫銅加熱塊連接直流電源（蘇州五福電子科技有限公司，WFDC?60V/60A）進(jìn)行熱量輸入。冷卻系統(tǒng)由恒溫循環(huán)水?。柫x市予華儀器有限責(zé)任公司，DFY?10/25）連接水冷鋁塊組成，水浴溫度設(shè)定為15℃。脈動(dòng)熱管的工作介質(zhì)為液態(tài)金屬表面活性劑混合工質(zhì)，其中液態(tài)金屬的填充量為0.5g、1g、2g和3g，對(duì)應(yīng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5%、10%、20%和25%，表面活性劑選擇SDS。脈動(dòng)熱管封裝完畢后利用真空泵（Leybold，D8C） 將系統(tǒng)抽真空30min，接著將表面活性劑和液態(tài)金屬注入熱管通道內(nèi)，通過(guò)分析天平（萬(wàn)特衡器，WT?B）準(zhǔn)確控制工質(zhì)的質(zhì)量，脈動(dòng)熱管的總充液率為65%±5%。為觀察混合工質(zhì)在通道內(nèi)的流動(dòng)形態(tài)和分散合并規(guī)律，在脈動(dòng)熱管的最外層蓋有透明的聚碳酸酯板，紫銅板式脈動(dòng)熱管和透明蓋板之間通過(guò)硅膠墊圈進(jìn)行密封。脈動(dòng)熱管的蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段分別布置4 根熱電偶，自制的銅?康銅熱電偶直徑為0.2mm，經(jīng)過(guò)精確校正后溫度測(cè)量溫差為±0.1℃。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（NI SCXI?1000）與計(jì)算機(jī)連接以記錄脈動(dòng)熱管各部分溫度的變化。脈動(dòng)熱管穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，通過(guò)高速攝像機(jī)（Photron Ultima APX?RS）記錄脈動(dòng)熱管工質(zhì)的流型和液態(tài)金屬的振蕩運(yùn)動(dòng)規(guī)律，圖像采集頻率為2000～4000fps。

脈動(dòng)熱管的輸入功率由直流電源的輸出電壓和電流調(diào)節(jié)，自100W 開(kāi)始每增加40W 記錄一組數(shù)據(jù)，直至輸入功率為380W。脈動(dòng)熱管在不同的輸入功率下首先運(yùn)行10min以達(dá)到穩(wěn)態(tài)運(yùn)行階段，此時(shí)脈動(dòng)熱管各段的溫度基本保持恒定。脈動(dòng)熱管熱阻的計(jì)算公式為式(3)。

式中，為輸入功率，，其中和分別為直流電源輸出的電壓和電流。直流電源的最大輸出電壓為60V，最大輸出電流為60A，測(cè)量精度分別為0.15V 和0.015A。當(dāng)加熱功率為100W 時(shí)，輸出電壓為23.8V，電流為4.20A，則蒸發(fā)段輸入功率的相對(duì)不確定度為式(6)。

在100W的輸入功率下，蒸發(fā)段和冷凝段之間的最小溫差為20℃，則計(jì)算得到傳熱熱阻的相對(duì)不確定度為式(7)。

1.2 工質(zhì)物性參數(shù)

本文使用的液態(tài)金屬是鎵銦錫合金，其中鎵、銦和錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為68.5%、21.5%和10%。液態(tài)金屬和水的物性參數(shù)如表1所示。從表中可以看出，鎵銦錫合金的熱導(dǎo)率是水的27.55 倍，表面張力是水的9.88倍，黏度僅為水的2.39倍。通過(guò)接觸角測(cè)量?jī)x（Dataphysics Co.，OCAH200）測(cè)定液態(tài)金屬在表面的靜態(tài)接觸角，液滴的體積為3μL，靜態(tài)接觸角測(cè)量值如圖2所示。由于液態(tài)金屬的表面張力較大，在表面呈不潤(rùn)濕狀態(tài)，靜態(tài)接觸角為137.6°。

圖2 不同工質(zhì)的靜態(tài)接觸角

表1 液態(tài)金屬(galinstan)和水的物性參數(shù)比較[27-29]

SDS 是常見(jiàn)的陰離子表面活性劑，本文選擇SDS溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.3%為臨界膠束濃度（critical micelle concentration, CMC）。CMC 是表征表面活性劑結(jié)構(gòu)與性能的重要參數(shù)，當(dāng)溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于CMC 時(shí)，表面活性劑溶液表面張力較高；質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于CMC 時(shí)，溶液表面張力不發(fā)生變化，但此時(shí)表面活性劑會(huì)形成膠束，導(dǎo)致表面活性劑分子大量團(tuán)聚，阻礙工質(zhì)在脈動(dòng)熱管中的運(yùn)動(dòng)。

2 結(jié)果與討論

2.1 可視化觀察結(jié)果

圖3為液態(tài)金屬填充量為20%時(shí)脈動(dòng)熱管在不同加熱功率下達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的可視化圖像及示意圖。脈動(dòng)熱管啟動(dòng)后，液態(tài)金屬在蒸發(fā)段和冷凝段相變傳熱產(chǎn)生的壓力差作用下于通道內(nèi)往復(fù)振蕩運(yùn)動(dòng)。在蒸發(fā)段，蒸汽膨脹推動(dòng)液態(tài)金屬和液彈向脈動(dòng)熱管的冷凝段運(yùn)動(dòng)，之后混合工質(zhì)在重力和壓力差的作用下回流到蒸發(fā)段。由于表面活性劑的作用，工作介質(zhì)的表面張力顯著降低，蒸發(fā)段產(chǎn)生大量小氣泡并迅速脫離表面。脈動(dòng)熱管運(yùn)行階段，高能量氣泡不斷撞擊液態(tài)金屬，導(dǎo)致液態(tài)金屬在通道內(nèi)扭曲并自發(fā)分散成球形液滴和微納液滴，并在脈動(dòng)熱管的蒸發(fā)段和冷凝段之間振蕩運(yùn)動(dòng)。

圖3 不同加熱功率下脈動(dòng)熱管內(nèi)液態(tài)金屬形態(tài)及其示意圖

表面活性劑是用于分散和穩(wěn)定液態(tài)金屬液滴的分散劑。如圖4所示，液態(tài)金屬液滴的表面覆蓋有親水性頭在外的表面活性劑，由于液滴之間的排斥力，液態(tài)金屬液滴變得更穩(wěn)定。當(dāng)SDS的親水頭伸入水中后，球形液滴和水之間的相容性得到改善。當(dāng)混合工質(zhì)中添加了表面活性劑后，蒸發(fā)段產(chǎn)生的小氣泡表面被表面活性劑分子覆蓋，不易發(fā)生氣泡的合并。在表面活性劑的作用下，溶液中的大量氣泡將分離出的液態(tài)金屬包圍，同時(shí)液態(tài)金屬表面上吸附的表面活性劑起到空間位阻的作用，與水和液態(tài)金屬混合工質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，此時(shí)液態(tài)金屬液滴在碰撞后會(huì)反彈向相對(duì)方向運(yùn)動(dòng)并減少液滴合并的發(fā)生，同時(shí)在通道內(nèi)形成穩(wěn)定的液態(tài)金屬球形液滴。而在水和液態(tài)金屬混合工質(zhì)脈動(dòng)熱管中，液態(tài)金屬由于沒(méi)有靜電斥力和氣泡空間位阻的保護(hù)，會(huì)產(chǎn)生大量碰撞合并的現(xiàn)象，并不會(huì)以液滴的形式參與振蕩運(yùn)動(dòng)。液態(tài)金屬填充量可以調(diào)控液滴粒徑的大小。當(dāng)液態(tài)金屬填充量為5%和10%時(shí)，混合工質(zhì)中液態(tài)金屬的質(zhì)量約為表面活性劑分子質(zhì)量的20 倍和40 倍，此時(shí)液態(tài)金屬在振蕩過(guò)程中與表面活性劑接觸較為充分，導(dǎo)致在這種填充量下的液態(tài)金屬被蒸發(fā)段生成的大量氣泡沖擊后，可以從工質(zhì)中分散出粒徑較小的液態(tài)金屬液滴，如圖5(a)和圖5(b)所示。當(dāng)液態(tài)金屬填充量較低時(shí)，液滴分布更加均勻，進(jìn)而導(dǎo)致工質(zhì)在脈動(dòng)熱管中所受流動(dòng)阻力較小。當(dāng)液態(tài)金屬填充量為20%和25%時(shí)，混合工質(zhì)中液態(tài)金屬的質(zhì)量將遠(yuǎn)高于表面活性劑分子，此時(shí)液態(tài)金屬與表面活性劑接觸不充分，較難發(fā)生液態(tài)金屬液滴的分離現(xiàn)象，液態(tài)金屬主要以粒徑較大的球型液滴的形式參與振蕩。

圖4 SDS與液態(tài)金屬混合溶液中液滴形成示意圖

未被分散的液態(tài)金屬由于本身質(zhì)量較大，因此會(huì)停留在脈動(dòng)熱管底部，不參與振蕩，如圖5(c)所示。

圖5 不同液態(tài)金屬填充量下脈動(dòng)熱管內(nèi)部混合工質(zhì)流動(dòng)規(guī)律

圖6 為脈動(dòng)熱管內(nèi)液態(tài)金屬微納液滴示意圖，球形液態(tài)金屬液滴在經(jīng)歷脈動(dòng)熱管振蕩運(yùn)動(dòng)和蒸發(fā)段高能氣泡的撞擊后被分散成微米級(jí)甚至納米級(jí)的金屬液滴。微納液滴分布在表面活性劑溶液中，使透明的溶液變?yōu)樯罨疑?。?shí)驗(yàn)結(jié)束后對(duì)脈動(dòng)熱管的工質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步測(cè)試分析，通過(guò)納米粒度電位儀（Malvern Zetasizer Nano ZS90）分析工質(zhì)中液態(tài)金屬納米液滴的尺寸分布，如表2所示，納米顆粒的平均粒徑在420～510nm。如圖7所示，液態(tài)金屬的填充量對(duì)于納米顆粒的粒度影響較小。

圖6 脈動(dòng)熱管內(nèi)液態(tài)金屬微納液滴示意圖

圖7 不同填充量下液態(tài)金屬納米顆粒的粒徑分布

表2 不同液態(tài)金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)的平均粒徑

2.2 壁面溫度和傳熱性能

壁面的溫度波動(dòng)可以反映液彈在脈動(dòng)熱管中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和熱管的傳熱性能。圖8為不同液態(tài)金屬填充量下脈動(dòng)熱管運(yùn)行時(shí)壁面溫度分布隨加熱功率的變化。如圖8 所示，當(dāng)液態(tài)金屬填充量為5%和10%時(shí)，脈動(dòng)熱管在180W 的加熱功率下開(kāi)始脈動(dòng)，同時(shí)壁面溫度存在持續(xù)的振蕩。當(dāng)液態(tài)金屬填充量為20%和25%時(shí)，脈動(dòng)熱管在220W的輸入功率下才能啟動(dòng)。在這種液態(tài)金屬填充量下，脈動(dòng)熱管無(wú)法抑制高輸入功率下壁面溫度的上升。由于脈動(dòng)熱管內(nèi)80%～90%的能量傳遞均來(lái)自于液彈脈動(dòng)產(chǎn)生的顯熱，因此液彈脈動(dòng)越劇烈，脈動(dòng)熱管的傳熱性能越佳。由圖5可以發(fā)現(xiàn)，液態(tài)金屬填充量較大時(shí)，產(chǎn)生的液態(tài)金屬液滴會(huì)占據(jù)脈動(dòng)熱管的整個(gè)通道，部分球形液態(tài)金屬液滴由于重力會(huì)發(fā)生團(tuán)聚并堆積在蒸發(fā)段。這些液態(tài)金屬在占據(jù)蒸發(fā)段換熱面積的同時(shí)也阻礙了液彈振蕩，并進(jìn)一步引發(fā)局部燒干現(xiàn)象，影響了高液態(tài)金屬填充量下脈動(dòng)熱管的傳熱性能。如圖8 所示，當(dāng)液態(tài)金屬填充量為25%且輸入功率大于300W時(shí)，脈動(dòng)熱管各部分溫度振蕩幅度較大，表明此時(shí)脈動(dòng)熱管已無(wú)法有效抑制蒸發(fā)段溫度的上升。

圖8 不同液態(tài)金屬填充量下脈動(dòng)熱管的壁面溫度分布隨加熱功率的變化

液態(tài)金屬和表面活性劑混合工質(zhì)脈動(dòng)熱管的熱阻和蒸發(fā)段溫度的平均值如圖9所示。液態(tài)金屬的密度和黏度顯著高于水，需要更大的壓差來(lái)激發(fā)液態(tài)金屬的振蕩。否則，質(zhì)量大的液態(tài)金屬不利于液彈的脈動(dòng)。當(dāng)液態(tài)金屬填充量為20%和25%時(shí)，工質(zhì)質(zhì)量較高，黏度較大，在通道中難以參與振蕩運(yùn)動(dòng)，與不添加液態(tài)金屬脈動(dòng)熱管相比傳熱性能顯著下降，當(dāng)輸入功率為380W時(shí)，與純表面活性劑工質(zhì)脈動(dòng)熱管相比熱阻最大增加了21.55%，蒸發(fā)段溫度最多增高了4.32℃。液態(tài)金屬填充量為5%和10%時(shí)，液態(tài)金屬液滴粒徑較小，同時(shí)表面活性劑分子附著在液態(tài)金屬液滴表面，以增加液態(tài)金屬和周?chē)黧w的相容性。粒徑較小的液態(tài)金屬微納液滴分散在低表面張力的表面活性劑溶液中，減弱了液態(tài)金屬高黏度引起的混合工質(zhì)流動(dòng)阻力較大的現(xiàn)象，并使液態(tài)金屬液滴在工質(zhì)中分布更加均勻。隨著輸入功率的提高，脈動(dòng)熱管內(nèi)部液態(tài)金屬微納液滴的振蕩運(yùn)動(dòng)劇烈。與一般納米流體不同，液態(tài)金屬微納液滴保留了液體的流動(dòng)性，液滴之間相互碰撞并發(fā)生合并后會(huì)釋放表面能，由于液態(tài)金屬的表面張力較高，合并后液滴會(huì)產(chǎn)生顯著的振蕩運(yùn)動(dòng)。在液態(tài)金屬較高熱導(dǎo)率和小液滴與壁面的碰撞以及由布朗運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的內(nèi)部碰撞的共同作用下，液態(tài)金屬微納液滴與SDS混合工質(zhì)會(huì)產(chǎn)生流場(chǎng)干擾和微對(duì)流，可以顯著提高脈動(dòng)熱管的傳熱性能，同時(shí)在這種液態(tài)金屬填充量下，脈動(dòng)熱管蒸發(fā)段溫度始終保持在80℃以下。在輸入功率為380W時(shí)，5%和10%填充率的液態(tài)金屬混合工質(zhì)脈動(dòng)熱管與純表面活性劑工質(zhì)脈動(dòng)熱管相比，蒸發(fā)段平均溫度分別降低了7.59℃和13.04℃。當(dāng)液態(tài)金屬填充量為0.5g時(shí)，傳熱性能最高提高了11.21%。

圖9 不同液態(tài)金屬填充量下脈動(dòng)熱管的傳熱性能

3 結(jié)論

本文將表面活性劑溶液和液態(tài)金屬耦合形成一種新型混合工質(zhì)，通過(guò)可視化觀測(cè)手段和傳熱性能試驗(yàn)，得到以下結(jié)論。

（1）SDS與液態(tài)金屬混合工質(zhì)在脈動(dòng)熱管蒸發(fā)段產(chǎn)生大量小氣泡并將液態(tài)金屬分散為大量球形液滴，液滴大小受到液態(tài)金屬填充量的影響。壓力差驅(qū)動(dòng)具有大量小氣泡和脈動(dòng)熱管微納液滴的液彈在脈動(dòng)熱管的蒸發(fā)段和冷凝段之間往復(fù)振蕩運(yùn)動(dòng)，并在溶液中形成粒徑為420～510nm的納米顆粒。

（2）液態(tài)金屬填充量較大時(shí)，球形液滴較高的黏度和質(zhì)量會(huì)導(dǎo)致團(tuán)聚并影響工質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，傳熱性能最多下降21.55%。液態(tài)金屬填充量較小時(shí)，混合工質(zhì)耦合了液態(tài)金屬較高的熱導(dǎo)率和局部微對(duì)流兩種傳熱方式，有效提高脈動(dòng)熱管的傳熱性能，相比純表面活性劑工質(zhì)脈動(dòng)熱管，熱阻最多降低11.21%，蒸發(fā)段平均溫度最多降低13.04℃。

符號(hào)說(shuō)明

—— 輸出電流值，A

—— 脈動(dòng)熱管的通道總長(zhǎng)，mm

—— 壓力，Pa

—— 脈動(dòng)熱管的輸入功率，W

—— 脈動(dòng)熱管的整體熱阻，℃/W

—— 溫度，℃

—— 輸出電壓值，V

a—— 絕熱段

c—— 冷凝段

e—— 蒸發(fā)段

sat—— 飽和蒸氣壓