自湿润纳米流体脉动热管传热性能实验研究
发布时间：2021-04-18 21:54
近年来,伴随电子芯片技术向集成化和微型化的高速发展,芯片的热流密度快速上升,电子器件的散热问题变得十分尖锐,脉动热管凭借其制作简单、传热效率高、不需外界功耗、便携、适应性强、运行可靠等优点,被普遍认为是解决狭小空间内高热流密度散热最有潜力的换热元件。但是由于其构造简单,通过优化结构的方法不能起到强化换热的作用,采用纯工质又会因为受热物性的影响,使脉动热管不能同时实现低加热功率下的快速启动和高加热功率下的大幅度强化换热,基于以上考虑,开发新型工质被认为是强化脉动热管换热最直接有效的办法。本文分别采用Al2O3/H2O纳米流体和由正丁醇水溶液与氧化石墨烯分散液配制而成的自湿润纳米流体为工质,研究了质量浓度、充液率、真空度对脉动热管传热性能的影响。实验结果表明,以Al2O3/H2O纳米流体为工质时,脉动热管对应的最佳质量浓度和最佳充液率分别为0.3%和50%,与去离子水脉动热管相比较发现,质量浓度为0.3%的Al2O3...
【文章来源】：天津商业大学天津市
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
普通热管
在确保密闭性的前提下，进行抽真空处理，使管内形成负压，在管内外压差的作用下，将液态工质注入管内。由于脉动热管的管径足够小，管内的液态工质将在表面张力的影响下，产生交替分布的各种大小不一的液塞和汽塞，整个管段分成了冷却段、绝热段、加热段三部分。其基本的工作原理是：脉动热管运行时加热段的液塞和汽塞都会吸收大量的热量，管内液态的工质由于吸热，导致液体会不断蒸发并产生大量的气泡，气泡体积迅速增大，使得加热段汽塞内部压力迅速升高，进而推动加热段的工质向冷却段移动，同时在移动过程中还会有大量的新的汽塞融合及液塞断裂的现象产生，随后气泡在冷却段发生相变凝结，气泡收缩破裂，造成加热段与冷却段管段之间形成很大的压力差，同时在相邻管间压差的共同影响下，导致冷却段工质向加热段的回流，补充加热段的液体流量，使其不会产生烧干现象，进而使管内工质产生强烈的连续脉动的现象，实现高效的热传递。该过程驱动传热的动力来自于脉动热管本身，不需要外界设备提供动力。在传热时，脉动热管的脉动运动不用消耗外在能量，而是完全依靠内部驱动力推动工质的往复循环，正是由于该特征使得其在高功率下表现出传热性能好等优点，引起各国专家学者的广泛研究。
家学者研究的主要方法之一。研究发现由于脉动热管的传热机理十分复其传热性能的因素众多，然而根据以往研究成果归纳总结出影响的因素充液率、倾斜角度、工质的选取、弯头数及加热方式。脉动热管的管径动热管的管径足够小，才会产生维持其正常运行的汽液塞的随机分布，太大容易造成汽液的两相分层，从而不宜产生汽塞和液塞，但是管径太非常大的毛细阻力，因此选取适当的管径对脉动热管的稳定运行起着至。ttidech 等[26]通过改变管径对不同工质脉动热管换热的实验研究发现：管取共同影响着脉动热管单位面积的传热量。实验选用工质分别为乙 醇 管内径分别为 0.66mm，1.06mm 和 2.03mm。实验结果清楚地体现出各种工质单位面积传热量的影响，如图 1- 3 所示。对于工质 R123 和水变小，造成其单位面积的传热量减少，削弱其传热能力，但是对乙醇工质好相反。
【参考文献】：
期刊论文
[1]振荡流热管在太阳热水器上的应用[J]. 冼海珍,曹传钊,杨勇平,杜小泽,刘登瀛. 太阳能学报. 2014(09)
[2]甲醇/丙酮振荡热管的传热性能研究[J]. 乔铁梁,崔晓钰,韩华,李治华. 机械工程学报. 2014(18)
[3]新型环路热管太阳能热水系统节能减排评估[J]. 王璋元,杨晚生,赵旭东. 太阳能学报. 2014(05)
[4]航天十一院热管军民两用技术的最新进展[J]. 陈思员,李鹏飞,薛志虎,谢铭慧,曲伟,艾邦成. 军民两用技术与产品. 2014(05)
[5]倾角及冷却工况对多通路并联回路板式脉动热管传热性能的影响[J]. 史维秀,潘利生,李惟毅. 化工学报. 2014(02)
[6]多通路并联回路板式脉动热管可视化及启动性能试验研究[J]. 史维秀,李惟毅,潘利生. 机械工程学报. 2014(04)
[7]振荡热管的热阻变化规律及烧干特性[J]. 崔晓钰,李治华,孙慎德,朱悦. 化工学报. 2013(06)
[8]倾角及充液率对并联式脉动热管传热性能的影响[J]. 梁玉辉,李惟毅,史维秀. 化工学报. 2011(S2)
[9]Function chain neural network prediction on heat transfer performance of oscillating heat pipe based on grey relational analysis[J]. 鄂加强,李玉强,龚金科. Journal of Central South University of Technology. 2011(05)
[10]脉动热管气液塞振荡运动模型[J]. 胡朝发,贾力. 化工学报. 2011(S1)
博士论文
[1]改进型回路脉动热管可视化及传热性能研究[D]. 史维秀.天津大学 2012
[2]振荡流热管换热器换热性能及其在干燥系统中的应用研究[D]. 柴本银.山东大学 2010
本文编号：3146235
【文章来源】：天津商业大学天津市
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
普通热管
在确保密闭性的前提下，进行抽真空处理，使管内形成负压，在管内外压差的作用下，将液态工质注入管内。由于脉动热管的管径足够小，管内的液态工质将在表面张力的影响下，产生交替分布的各种大小不一的液塞和汽塞，整个管段分成了冷却段、绝热段、加热段三部分。其基本的工作原理是：脉动热管运行时加热段的液塞和汽塞都会吸收大量的热量，管内液态的工质由于吸热，导致液体会不断蒸发并产生大量的气泡，气泡体积迅速增大，使得加热段汽塞内部压力迅速升高，进而推动加热段的工质向冷却段移动，同时在移动过程中还会有大量的新的汽塞融合及液塞断裂的现象产生，随后气泡在冷却段发生相变凝结，气泡收缩破裂，造成加热段与冷却段管段之间形成很大的压力差，同时在相邻管间压差的共同影响下，导致冷却段工质向加热段的回流，补充加热段的液体流量，使其不会产生烧干现象，进而使管内工质产生强烈的连续脉动的现象，实现高效的热传递。该过程驱动传热的动力来自于脉动热管本身，不需要外界设备提供动力。在传热时，脉动热管的脉动运动不用消耗外在能量，而是完全依靠内部驱动力推动工质的往复循环，正是由于该特征使得其在高功率下表现出传热性能好等优点，引起各国专家学者的广泛研究。
家学者研究的主要方法之一。研究发现由于脉动热管的传热机理十分复其传热性能的因素众多，然而根据以往研究成果归纳总结出影响的因素充液率、倾斜角度、工质的选取、弯头数及加热方式。脉动热管的管径动热管的管径足够小，才会产生维持其正常运行的汽液塞的随机分布，太大容易造成汽液的两相分层，从而不宜产生汽塞和液塞，但是管径太非常大的毛细阻力，因此选取适当的管径对脉动热管的稳定运行起着至。ttidech 等[26]通过改变管径对不同工质脉动热管换热的实验研究发现：管取共同影响着脉动热管单位面积的传热量。实验选用工质分别为乙 醇 管内径分别为 0.66mm，1.06mm 和 2.03mm。实验结果清楚地体现出各种工质单位面积传热量的影响，如图 1- 3 所示。对于工质 R123 和水变小，造成其单位面积的传热量减少，削弱其传热能力，但是对乙醇工质好相反。
【参考文献】：
期刊论文
[1]振荡流热管在太阳热水器上的应用[J]. 冼海珍,曹传钊,杨勇平,杜小泽,刘登瀛. 太阳能学报. 2014(09)
[2]甲醇/丙酮振荡热管的传热性能研究[J]. 乔铁梁,崔晓钰,韩华,李治华. 机械工程学报. 2014(18)
[3]新型环路热管太阳能热水系统节能减排评估[J]. 王璋元,杨晚生,赵旭东. 太阳能学报. 2014(05)
[4]航天十一院热管军民两用技术的最新进展[J]. 陈思员,李鹏飞,薛志虎,谢铭慧,曲伟,艾邦成. 军民两用技术与产品. 2014(05)
[5]倾角及冷却工况对多通路并联回路板式脉动热管传热性能的影响[J]. 史维秀,潘利生,李惟毅. 化工学报. 2014(02)
[6]多通路并联回路板式脉动热管可视化及启动性能试验研究[J]. 史维秀,李惟毅,潘利生. 机械工程学报. 2014(04)
[7]振荡热管的热阻变化规律及烧干特性[J]. 崔晓钰,李治华,孙慎德,朱悦. 化工学报. 2013(06)
[8]倾角及充液率对并联式脉动热管传热性能的影响[J]. 梁玉辉,李惟毅,史维秀. 化工学报. 2011(S2)
[9]Function chain neural network prediction on heat transfer performance of oscillating heat pipe based on grey relational analysis[J]. 鄂加强,李玉强,龚金科. Journal of Central South University of Technology. 2011(05)
[10]脉动热管气液塞振荡运动模型[J]. 胡朝发,贾力. 化工学报. 2011(S1)
博士论文
[1]改进型回路脉动热管可视化及传热性能研究[D]. 史维秀.天津大学 2012
[2]振荡流热管换热器换热性能及其在干燥系统中的应用研究[D]. 柴本银.山东大学 2010
本文编号：3146235
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3146235.html
