1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写

2000字左右的文献综述：

文 献 综 述

1.1 课题研究背景

热管是人们所知的最有效的传热元件之一，它可将大量热量通过其很小的截面积远距离传输而无需外加动力，导热性能好、结构简单、工作可靠、温度均匀，是传热领域的重大发明和科技成果，给人类社会带来巨大的实用价值^[1]，新能源的开发，电子装置芯片，笔记本电脑中央处理器（CPU）以及大功率晶体管、可控硅元件、电路控制板等的冷却及化工、动力、冶金、玻璃、轻工、陶瓷等领域的高效传热传质设备都促进了热管技术的进一步发展。

1.2 热管简介

1.2.1 热管的工作原理

热管是一种传热性极好的传热元件。常用的热管由三部分组成：主体为一根封闭的金属管（管壳），内部空腔内有少量工作介质（工作液）和毛细结构（管芯），管内的空气及其他杂物必须排除在外^[2]。从传热状况看，热管沿轴向可分为蒸发段，绝热段和冷凝段三部分。

当热管的一端受热时毛细芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体，液体在沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段。如此循环往复，热量便从一端传到了另一端，工作原理如图1所示。

1.2.2 热管的基本热性

(1)很高的导热性；(2)优良的等温性 ^[3]；(3)热流密度可变性；(4)热流方向的可逆性；(5)热二极管与热开关性能；(6)恒温特性 ^[4]；(7)环境的适应性。

1.2.3 热管的分类

由于热管的用途、种类和型式较多，再加上热管在结构、材质和工作液体等方面各有不同之处，故而对热管的分类也很多，常用的分类方法有以下几种。

按照工作液体回流动力区分有芯热管、两相闭式热虹吸管(又称重力热管)、重力辅助热管、旋转热管、电流体动力热管、磁流体动力热管、渗透热管等；

按照热管管内工作温度区分有低温热管、常温热管、中温热管、高温热管等；

1.3 热管可视化的发展和研究现状

目前国内外可视化研究进展主要包括实验和模拟，其中模拟主要使用CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体力学）模拟软件，实验包括中子成像，电容层析，玻璃观察等。

1.3.1 热管可视化的模拟研究（CFD）

热管的可视化模拟研究经历了长期的探讨和发展。

Asghar Alizadehdakhel等^[5]进行了热虹吸管实验和CFD模拟研究。实验中气-液两相对流，蒸发段和冷凝段同时进行，并运用VOF（Volume of Fluid）来模拟这些阶段的相互作用。在将实验测量和观察到的结果与CFD预测的热管温度分布进行比较后，得出结论：CFD可以用来描述热管内复杂流动与传热的工作过程和状态。

Bandar Fadhl等^[6]在前人的研究基础上添加了两种制冷剂，R134a和R404a，建立了CFD模型，记录了两相流动和传热过程中的启动及稳态运行时的细节，并将之与实验结果进行比较，从而证实了计算流体力学模型是成功的。

Hussam Jouhara等^[7]则建立了一种新的全面的三维计算流体力学模型，以水和制冷剂R134a作为工作液，用无吸液芯热管来模拟复杂的多相传热，发现了工作液在低功率时的沸腾现象是间歇沸腾，并对间歇沸腾的特性功率进行了研究，运用CFD模拟观察，区别了两者之间的沸腾行为差异，进一步证实了CFD的实用性和高效性。

1.3.2 热管可视化的实验研究

在实验研究中，研究热管可视化经常采用的方法有中子成像、电容层析和玻璃观察等。

中子成像（实时中子单射线曝光、中子照相）是一种有效的实验工具。在John M. Cimbala等^[8]的实验中，为了观察回路热管如何运行，他便采用了中子成像方法，从而得出了两相流体（液体和蒸气）在回路热管中的成分及分布。I. Yoon等^[9]做了振荡热管的实验，利用中子成像，开发了一种确定各部分液体的体积分数的方法，结果显示，在液体进入蒸发器的入口处，热管温度和液体温度发生显著同步，同时液相体积是不均匀的，在振荡稳定时，液相分布的体积分数在2.5%-80%之间。Po-Ya Abel Chuang等^[10]则利用中子射线曝光，验证了当回路热管稳态工作时，重力是辅助其运行的一个重要因素。

电容层析成像^[11-12] (Emission Computed Tomography，ECT)是一种新型的两相流过程层析成像技术，它根据被测物质各相具有不同的介电常数，当各相组分分布或浓度发生变化时，将引起混合流体等价介电常数发生变化的原理，利用采集得到的测量电极对间的电容值通过相应的图像重建算法可重建被测物场的介质分布图像。作为一种非接触式测量技术，电容层析成像技术在气液两相流领域已成为在线流型识别、空隙率测量的有力工具。崔海利等^[13]基于电容层析成像技术对气液两相流中空隙率进行了测量，并结合文丘里流量模型计算两相流流量。李惊涛等^[14]应用电容层析成像技术对脉动热管不同工况下的流型变化进行了在线检测。Liu等^[15]设计的电容传感器同时作为重力热管绝热段的部分管段实现了对重力热管绝热段的检测。

玻璃观察则在振荡热管、脉动热管和平板热管中多有应用。Tong等^[16]对甲醇为工质的玻璃振荡热管进行了研究，实验中透过玻璃观察到了核态沸腾、气泡膨胀长大、聚合、汽塞的断裂等现象。屈健等^[17-18]在微小型振荡热管实验中透过玻璃观察到了泡状流、塞状流、半环状流、波环状流和环状流，后来又在硅基微型振荡热管实验中观察到核态沸腾只发生热管的蒸发段，在其冷凝段还观察到了喷射流。冼海珍^[19]则观察到热管内部是”间歇-振荡”交替运行的状态，Qu和Ma^[20]，Yuan^[21]等人开展了以水为工质的脉动热管可视化实验研究，指出在稳态工况下脉动热管环状流中存在两种主要气泡: Globe气泡和Taylor气泡。薛志虎等^[22]进行了以氨为工质的脉动热管的可视化启动和传热性能实验研究。透过玻璃观测了脉动热管的流型转换特征和启动特性，并重点研究了脉动热管在不同倾角下的温度波动趋势和热阻分布规律。

综上所述，热管可视化研究方法众多，并在各种热管上得到了广泛地应用，由此进一步观察到了热管的传热特性和其内部工质的流动状况，不断地推动着热管科学研究的进步。

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