功能梯度毛细芯及其环路热管实验研究
发布时间：2021-06-07 16:49
环路热管（Loop Heat Pipe,LHP）是一种高效的两相换热装置,因其独特的结构和性能优势逐渐成为高热流密度电子元器件散热的前沿技术。而随着环路热管的小型化发展,环路热管的热泄漏问题逐渐受到研究者们的重视。毛细芯是影响环路热管换热性能的关键部件,提供了蒸发换热表面和工质循环的驱动力。毛细芯连接蒸发器和补偿器,其有效导热系数的分布是决定环路热管热泄漏问题的关键因素。为降低通过毛细芯向补偿器的热泄漏,本论文基于平板型环路热管,研制了沿工质流动方向有效导热系数递变的功能梯度毛细芯,通过实验方法研究了毛细芯有效导热系数递变对毛细芯和环路热管性能的影响。主要研究内容包括:1.设计制备了一批沿工质流动方向有效导热系数递变的一体化功能梯度毛细芯,调整不同有效导热系数毛细芯层的厚度比,探索了以镍（Ni）和聚四氟乙烯（PTFE）为材料的毛细芯烧结工艺;2.对功能梯度毛细芯进行了基本参数和性能参数的实验表征。采用浸泡介质法测定了毛细芯的孔隙率均在48.64%左右;使用扫描电子显微镜观察了毛细芯的孔径结构和形态,并使用压汞法测量了 Ni毛细芯和PTFE毛细芯的孔径分布,结果显示Ni毛细芯孔径分布较为...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：117 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１环路热管结构和运行示意图??
Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ??图１－２环路热管稳态运行时工质的Ｔ－Ｐ曲线【６］??如图１－２表示环路热管在稳定运行工作期间内部工质的Ｔ－Ｐ曲线。曲线假设??气体管路和液体管路为完全绝热状态，表达了环路热管内部工质理想状态下的热??力过程，其中图中各数字点对应了工质在环路热管内部不同区域的存在形式。毛??细芯弯月面处的液体工质受热蒸发在弯月面蒸汽侧产生饱和蒸汽（点１），饱和??蒸汽沿蒸汽槽道流动产生压降损失，同时流动过程中不断受蒸发器壁面的加热，??在蒸发器出口形成过热蒸汽（点２）。过热蒸汽沿着气体管路（绝热）流动，蒸汽??温度保持恒定，由于管内流动造成压降损失，蒸汽压力持续降低，最终到达冷凝??器管路入口时，蒸汽压力下降，过热度增大（点３）。在冷凝器管路内，蒸汽与冷??端进行冷凝换热
山东大学硕士学位论文??粉末是３Ｍ公司生产的７ＡＸ型聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）粉末，平均粒度３４?ｐｍ。如??图２－１所示为两种粉末的扫描电子显微镜（ＳＥＭ）照片。??ｍｍ??（ａ）?Ｎｉ－Ｔ１２３?（ｂ）?ＰＴＦＥ－７ＡＸ??图２－１烧结原始粉末的电镜扫描照片??表２－１功能梯度毛细芯设计表??毛细芯种类?毛细芯烧结粉末设计?层厚比毛细芯编号?烧结温度??对照组?Ｎｉ粉?——?Ｎ６?７５０?°Ｃ??毛细芯?ＰＴＦＥ粉末?——?Ｐ６?３７５?°Ｃ??ＰＴＦＥ?粉末向?Ｎｉ?粉递变?１：５?Ｎ５?７５０?°Ｃ?／３７５?°Ｃ??ＰＴＦＥ?粉末向?Ｎｉ?粉递变?２：４?Ｎ４?７５０?°Ｃ／３７５?°Ｃ??Ｎ??系?ＰＴＦＥ?粉末向?Ｎｉ?粉递变?３：３?Ｎ３?７５０?°Ｃ?／３７５?°Ｃ??／ｌＪ?ＰＴＦＥ?粉末向?Ｎｉ?粉递变?４：２?Ｎ２?７５０?°Ｃ?／３７５?°Ｃ??ｌｉｔ纟帛度?ＰＴＦＥ粉末向Ｎｉ粉递变?５：１?ＮＩ?７５０?°Ｃ?／３７５?°Ｃ??毛细芯?Ｎｉ粉向ＰＴＦＥ粉末递变?１：５?Ｐ５?７５０?°Ｃ?／３７５?°Ｃ??Ｎｉ?粉向?ＰＴＦＥ?粉末递变?２：４?Ｐ４?７５０?°Ｃ?／３７５?°Ｃ??Ｐ??系?Ｎｉ?粉向?ＰＴＦＥ?粉末递变?３：３?Ｐ３?７５０?°Ｃ?／３７５?°Ｃ??＂／ｌＪ?Ｎｉ?粉向?ＰＴＦＥ?粉末递变?４：２?Ｐ２?７５０°Ｃ／３７５?°Ｃ??Ｎｉ?粉向?ＰＴＦＥ?粉末递变?５：１?ＰＩ?７５０?°Ｃ?／３７５?°Ｃ??如表２－１所示为功能梯度毛细芯的粉末配比设计。镍粉烧结实验表明
【参考文献】：
期刊论文
[1]理想范围内充液率对环路热管温度振荡的影响[J]. 胡卓焕,周宇仁,许佳寅. 化工进展. 2018(12)
[2]小型平板式环路热管的反重力运行特性[J]. 杨卧龙,纪献兵,徐进良. 制冷学报. 2017(01)
[3]基于氮化硅陶瓷毛细芯的低温回路热管研究[J]. 陈跃勇,牟永斌,谢荣建,董德平. 红外. 2016(08)
[4]多尺度复合毛细芯环路热管的传热特性[J]. 王野,纪献兵,郑晓欢,徐进良. 化工学报. 2015(06)
[5]环路热管双孔径分布毛细结构的研究进展[J]. 曲燕,张坤峰. 粉末冶金工业. 2014(03)
[6]环路热管复合毛细芯的孔结构优化与性能研究[J]. 徐计元,邹勇,程林. 中国电机工程学报. 2012(23)
[7]热管启动性能研究进展[J]. 黄生云,郭航,叶芳. 现代化工. 2009(07)
[8]环路热管技术的研究热点和发展趋势[J]. 曲燕. 低温与超导. 2009(02)
[9]基于蒙特卡洛反演的热探针导热系数测量方法[J]. 程文龙,张宏泽,赵锐. 中国科学技术大学学报. 2008(04)
[10]微型热管的研究进展[J]. 刘一兵,黄新民,刘国华,刘安宁. 低温与超导. 2008(02)
博士论文
[1]铜—水环路热管（LHP）强化蒸发与抑制热泄漏技术研究[D]. 许佳寅.华东理工大学 2013
硕士论文
[1]基于镍铜基毛细芯的环路热管研究[D]. 王浩霖.山东大学 2014
[2]环路热管用多孔毛细芯的制备及性能分析[D]. 王小鹰.中南大学 2014
本文编号：3216946
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：117 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１环路热管结构和运行示意图??
Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ??图１－２环路热管稳态运行时工质的Ｔ－Ｐ曲线【６］??如图１－２表示环路热管在稳定运行工作期间内部工质的Ｔ－Ｐ曲线。曲线假设??气体管路和液体管路为完全绝热状态，表达了环路热管内部工质理想状态下的热??力过程，其中图中各数字点对应了工质在环路热管内部不同区域的存在形式。毛??细芯弯月面处的液体工质受热蒸发在弯月面蒸汽侧产生饱和蒸汽（点１），饱和??蒸汽沿蒸汽槽道流动产生压降损失，同时流动过程中不断受蒸发器壁面的加热，??在蒸发器出口形成过热蒸汽（点２）。过热蒸汽沿着气体管路（绝热）流动，蒸汽??温度保持恒定，由于管内流动造成压降损失，蒸汽压力持续降低，最终到达冷凝??器管路入口时，蒸汽压力下降，过热度增大（点３）。在冷凝器管路内，蒸汽与冷??端进行冷凝换热
山东大学硕士学位论文??粉末是３Ｍ公司生产的７ＡＸ型聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）粉末，平均粒度３４?ｐｍ。如??图２－１所示为两种粉末的扫描电子显微镜（ＳＥＭ）照片。??ｍｍ??（ａ）?Ｎｉ－Ｔ１２３?（ｂ）?ＰＴＦＥ－７ＡＸ??图２－１烧结原始粉末的电镜扫描照片??表２－１功能梯度毛细芯设计表??毛细芯种类?毛细芯烧结粉末设计?层厚比毛细芯编号?烧结温度??对照组?Ｎｉ粉?——?Ｎ６?７５０?°Ｃ??毛细芯?ＰＴＦＥ粉末?——?Ｐ６?３７５?°Ｃ??ＰＴＦＥ?粉末向?Ｎｉ?粉递变?１：５?Ｎ５?７５０?°Ｃ?／３７５?°Ｃ??ＰＴＦＥ?粉末向?Ｎｉ?粉递变?２：４?Ｎ４?７５０?°Ｃ／３７５?°Ｃ??Ｎ??系?ＰＴＦＥ?粉末向?Ｎｉ?粉递变?３：３?Ｎ３?７５０?°Ｃ?／３７５?°Ｃ??／ｌＪ?ＰＴＦＥ?粉末向?Ｎｉ?粉递变?４：２?Ｎ２?７５０?°Ｃ?／３７５?°Ｃ??ｌｉｔ纟帛度?ＰＴＦＥ粉末向Ｎｉ粉递变?５：１?ＮＩ?７５０?°Ｃ?／３７５?°Ｃ??毛细芯?Ｎｉ粉向ＰＴＦＥ粉末递变?１：５?Ｐ５?７５０?°Ｃ?／３７５?°Ｃ??Ｎｉ?粉向?ＰＴＦＥ?粉末递变?２：４?Ｐ４?７５０?°Ｃ?／３７５?°Ｃ??Ｐ??系?Ｎｉ?粉向?ＰＴＦＥ?粉末递变?３：３?Ｐ３?７５０?°Ｃ?／３７５?°Ｃ??＂／ｌＪ?Ｎｉ?粉向?ＰＴＦＥ?粉末递变?４：２?Ｐ２?７５０°Ｃ／３７５?°Ｃ??Ｎｉ?粉向?ＰＴＦＥ?粉末递变?５：１?ＰＩ?７５０?°Ｃ?／３７５?°Ｃ??如表２－１所示为功能梯度毛细芯的粉末配比设计。镍粉烧结实验表明
【参考文献】：
期刊论文
[1]理想范围内充液率对环路热管温度振荡的影响[J]. 胡卓焕,周宇仁,许佳寅. 化工进展. 2018(12)
[2]小型平板式环路热管的反重力运行特性[J]. 杨卧龙,纪献兵,徐进良. 制冷学报. 2017(01)
[3]基于氮化硅陶瓷毛细芯的低温回路热管研究[J]. 陈跃勇,牟永斌,谢荣建,董德平. 红外. 2016(08)
[4]多尺度复合毛细芯环路热管的传热特性[J]. 王野,纪献兵,郑晓欢,徐进良. 化工学报. 2015(06)
[5]环路热管双孔径分布毛细结构的研究进展[J]. 曲燕,张坤峰. 粉末冶金工业. 2014(03)
[6]环路热管复合毛细芯的孔结构优化与性能研究[J]. 徐计元,邹勇,程林. 中国电机工程学报. 2012(23)
[7]热管启动性能研究进展[J]. 黄生云,郭航,叶芳. 现代化工. 2009(07)
[8]环路热管技术的研究热点和发展趋势[J]. 曲燕. 低温与超导. 2009(02)
[9]基于蒙特卡洛反演的热探针导热系数测量方法[J]. 程文龙,张宏泽,赵锐. 中国科学技术大学学报. 2008(04)
[10]微型热管的研究进展[J]. 刘一兵,黄新民,刘国华,刘安宁. 低温与超导. 2008(02)
博士论文
[1]铜—水环路热管（LHP）强化蒸发与抑制热泄漏技术研究[D]. 许佳寅.华东理工大学 2013
硕士论文
[1]基于镍铜基毛细芯的环路热管研究[D]. 王浩霖.山东大学 2014
[2]环路热管用多孔毛细芯的制备及性能分析[D]. 王小鹰.中南大学 2014
本文编号：3216946
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