改进型单回路脉动热管的性能研究

发布时间：2017-11-26 16:00

  本文关键词：改进型单回路脉动热管的性能研究

  更多相关文章： 脉动热管 改进型 数值模拟 可视化 启动时间 热阻

【摘要】：脉动热管是一种新型传热元件,自发明以来,以其简单紧凑的结构,高效优良的传热性能,在当前对电子元件散热要求日益提高的背景下成为高效传热元件研究的热点。随着对脉动热管研究的不断深入,围绕脉动热管所进行的改进和优化措施也不断被提出,从而使脉动热管的换热效率得到提高。本文采用数值模拟和实验研究方法,通过建立数值模型并搭建试验台,确定研究目标,对单回路脉动热管的加热/冷却长度比和局部结构进行改进。研究不同加热功率(10W~40W)及不同充液率范围(30%~60%)条件下数值模拟和实验方法得到的脉动热管的温度波动和流动特征,并研究了充液率和加热功率对其启动时间的影响。归纳出改进脉动热管的加热/冷却长度比对其启动时间和换热性能的影响规律。本文还在单回路脉动热管的局部改进为波纹管结构,并对采用该结构的脉动热管改进效果进行了研究。研究结果表明:本文所采用数值模拟方法与实验所得的脉动热管的流型分布及热阻值呈现很好的一致性,证明了本文所采用数值方法的可靠性和正确性。根据脉动热管的温度波动特征,可以将脉动热管的运行过程可以分为初始启动阶段以及稳定运行阶段,并通过分析得到脉动热管的启动时间以及运行特征。脉动热管的启动方式可根据加热功率的变化分为温度突变型和温度渐变型。模拟结果得到,在本文的工作条件下,使脉动热管启动时间最短对应的充液率为50%。通过数值模拟对比不同加热/冷却长度比,可以发现,增大加热段和冷却段的比值能够降低脉动热管启动时间,最大可降低16.92%;且在较高充液率条件时增大加热段和冷却段的比值也可以降低热阻,最大可降低8.58%。另一方面,通过实验的方法在脉动热管蒸发段局部改进为波纹管结构可使脉动热管的启动时间显著缩短,最大可减小28.96%,并在一定条件下可降低热阻,最大降幅可达23.43%。综合以上结果可以得出,本文对脉动热管所采用的改进措施,有助于脉动热管的性能提高。本文为脉动热管的数值模拟和实验研究提供了有效数据,并为脉动热管的工程应用提供了设计依据,为脉动热管的优化设计提供了新思路。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK172.4

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 曹小林,周晋,晏刚;脉动热管的结构改进及其传热特性的实验研究[J];工程热物理学报;2004年05期

2 曹小林;王伟;陈杰;;脉动热管的研究综述[J];能源研究与利用;2006年05期

3 徐荣吉;王瑞祥;丛伟;任挪颖;吴业正;;脉动热管启动过程的实验研究[J];西安交通大学学报;2007年05期

4 林梓荣;汪双凤;吴小辉;;脉动热管技术研究进展[J];化工进展;2008年10期

5 屈健;;脉动热管技术研究及应用进展[J];化工进展;2013年01期

6 史维秀;潘利生;;脉动热管理论及技术进展[J];流体机械;2013年07期

7 郝婷婷;马学虎;兰忠;李楠;;疏水表面对脉动热管性能的影响[J];工程热物理学报;2014年01期

8 杨蔚原,张正芳,马同泽;回路型脉动热管的运行与传热[J];上海交通大学学报;2003年09期

9 曲伟,马同泽;环路型脉动热管的稳态运行机制[J];工程热物理学报;2004年02期

10 杨洪海;KHANDEKAR Sameer;GROLL Manfred;;脉动热管技术的研究现状及前沿热点[J];东华大学学报(自然科学版);2006年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 曹小林;周晋;晏刚;马贞俊;;脉动热管运行机理的可视化及传热特性研究[A];第六届全国低温与制冷工程大会会议论文集[C];2003年

2 刘利华;姜守忠;李阳春;;脉动热管的实验研究进展[A];制冷空调新技术进展——第三届制冷空调新技术研讨会论文集[C];2005年

3 刘利华;李阳春;姜守忠;;脉动热管数值模型的研究[A];制冷空调新技术进展——第三届制冷空调新技术研讨会论文集[C];2005年

4 尹大燕;贾力;;脉动热管传热性能的实验研究[A];第七届全国工业炉学术年会论文集[C];2006年

5 王学会;韩晓红;;脉动热管的性能研究[A];浙江制冷（2013年第01期总第102期）[C];2013年

6 刘蕾;解国珍;;脉动热管运行状态与振荡温度变化关系的实验研究[A];中国制冷学会2009年学术年会论文集[C];2009年

7 刘利华;姜守忠;李阳春;;一种新型的电子冷却技术——脉动热管冷却[A];制冷空调新技术进展——第三届制冷空调新技术研讨会论文集[C];2005年

8 徐荣吉;周晋;丛伟;任挪颖;;脉动热管传热过程分析[A];第十二届全国冷（热）水机组与热泵技术研讨会论文集[C];2005年

9 杨洪海;KHANDEKAR Sameer;GROLL Manfred;;单回路闭式脉动热管内流型的模拟研究[A];2007年中国机械工程学会年会论文集[C];2007年

10 韩洪达;杨洪海;尹世永;;脉动热管在空调排风余热回收中的应用研究[A];全国暖通空调制冷2008年学术年会资料集[C];2008年

中国博士学位论文全文数据库 前7条

1 史维秀;改进型回路脉动热管可视化及传热性能研究[D];天津大学;2012年

2 郝婷婷;表面亲/疏水性能对脉动热管传递性能的影响[D];大连理工大学;2014年

3 杨洪海;闭式回路脉动热管运行性能的研究[D];东华大学;2006年

4 王宇;回路脉动热管运行传热特性及管路结构改进的研究[D];天津大学;2012年

5 尹达;脉动热管内脉动流动和传热的理论研究[D];大连海事大学;2014年

6 李惊涛;脉动热管流型的电容层析成像识别及换热特性研究[D];中国科学院研究生院（工程热物理研究所）;2006年

7 曹滨斌;纳米流体扩容型脉动热管的传热研究[D];天津大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 马赫;改进型单回路脉动热管的性能研究[D];天津大学;2016年

2 张丽蓉;脉动热管能量回收装置的特性研究[D];北京建筑工程学院;2012年

3 韩魏;脉动热管传热性能研究[D];天津商业大学;2015年

4 何永泰;脉动热管单向运行性能研究[D];华南理工大学;2015年

5 陈小潭;磁流体脉动热管流动与传热特性的理论研究[D];南京理工大学;2015年

6 常超;脉动热管传热极限实验研究及建模分析[D];大连海事大学;2015年

7 张浩;自湿润流体对脉动热管传热性能影响的实验研究[D];大连海事大学;2015年

8 李楠;通道结构对脉动热管传热性能的影响研究[D];大连理工大学;2015年

9 张明;多元流体脉动热管传热性能实验研究[D];天津商业大学;2016年

10 赵佳腾;相变储能材料/脉动热管耦合传热性能研究[D];中国矿业大学;2016年

，

本文编号：1230315