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脉动热管(Pulsating Heat Pipe,PHP)是一种新型传热热管,具有结构简单、传热能力强的特点。脉动热管的启动过程是一个非稳态过程,启动特性对于脉动热管传热可靠性至关重要,通过实验研究了启动阶段和稳定运行阶段的动态特性,并根据实验数据和管内流型建立了在给定加热功率下的动态特性模型并计算了启动时间、启动温度和动态特性参数,为脉动热管从未启动阶段到稳定运行阶段的传热传质机理研究提供了基础。同时,对国内外学者将脉动热管应用于太阳能集热器的相关研究进行分析,发现将纳米流体作为集热器的工质可以有效提高集热器的性能。利用紫外分光光度计对碳纳米管、氧化石墨烯、富勒烯、纳米铜和纳米银五种纳米流体在200nm-2000nm波长范围内的透光率进行了测试,并研究了纳米流体的吸光特性,为将纳米流体作为集热器的集热工质提供了基础。基于此,实验研究了聚光式脉动热管太阳能集热器的动态特性和光热转换特性,根据实验数据对集热器的光热转换效率进行计算。得到的主要结果和结论如下:(1)搭建了脉动热管热性能实验系统,基于脉动热管在未启动阶段和稳定运行阶段的动态特性曲线,推导出了脉动热管在稳定运行阶段工质的动态特性。并利用时间常数τ和放大系数K定量描述了脉动热管的动态特性。结果表明:脉动热管在加热功率为160W时取得最小热阻和最小时间常数,分别为0.28℃/W和75。当脉动热管中的液态工质的量随加热功率的增加而减小时,纯工质的动态特性时间常数减小。(2)纳米颗粒可以使流体表现出良好的光学特性,并且纳米颗粒还存在吸收峰蓝移、红移以及吸收频带宽化现象,使其具备特殊的光吸收特性。研究结果发现:在水中添加纳米颗粒可明显降低透光率,纳米流体的透光率随着纳米流体浓度的增大而减小,其消光系数则是随着纳米流体浓度的增大而增大,且通过纳米流体在200nm-2000nm的透光率和消光系数可以得到适合的浓度,使其在太阳能集热应用中能有效改善光热转换效率。(3)搭建了聚光式脉动热管太阳能集热实验系统,并对集热特性进行了研究。结果表明:当工质同为HFE-7100时,聚光式脉动热管的启动特性和动态特性明显优于电加热脉动热管。碳纳米管-水纳米流体相比于HFE-7100,其时间常数和放大系数更小,动态特性更强。两种质量分数不同的碳纳米管-水纳米流体相比,质量分数更高的碳纳米管纳米流体展现出更强的动态特性。质量分数为0.0375wt%的碳纳米管-水纳米流体作为工质时具有更高的光热转换效率,最高可达83.64%。