不同管径/管型下闭环脉动热管的传热特性研究
发布时间：2021-11-25 18:58
脉动热管作为一种新型高效的换热装置,具有结构简单、成本低廉、传热高效以及适应性强的特点。其结构由一根毛细管折弯构成,工质在表面张力的作用下形成了气塞和液塞交替存在的分布状态。在其工作时,利用气塞、液塞的脉动现象以及工质的相变进行换热。因此被认为是迎接当前和未来电子散热问题的最有前景的手段之一,同时在航天领域也具有非常好的应用前景。目前,研究者们对脉动热管的理论以及传热性能做了大量的研究。本文基于一系列理论假设,根据质量、能量、动量守恒三大方程建立了圆形脉动热管、矩形管脉动热管的模型,并对其进行了模拟。计算结果表明,在工作工况下,脉动热管传热热阻随着热流密度的增大而不断减小,并且下降趋势不断减缓。同时,在不同管径下,圆管脉动热管均存在最佳充液率。此外,方管脉动热管的潜热传热量占总传热量的比例随着热流密度的上升而增大,随着充液率的上升而减小。本文通过搭建四种管径（1mm、2mm、3mm、4mm）的圆管脉动热管实验台以及当量直径为4mm的矩形管脉动热管实验台,完成了热性能实验研究。通过实验数据分析比较,研究了管径与管型对脉动热管启动特性、最小启动功率、最佳充液率、传热热阻以及烧干特性的影响。...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
主要符号
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 脉动热管简介
1.2.1 脉动热管的工作原理
1.2.2 脉动热管的特点
1.2.3 脉动热管传热性能的影响因素
1.3 脉动热管的研究现状
1.3.1 脉动热管理论研究现状
1.3.2 脉动热管实验研究现状
1.4 研究思路与方案
1.4.1 研究思路
1.4.2 研究方案
第2章 脉动热管理论分析
2.1 脉动热管理论基础
2.1.1 微小尺寸特征力分析
2.1.2 脉动热管热力循环分析
2.1.3 脉动热管传热学分析
2.1.4 脉动热管的流体力学分析
2.2 脉动热管的理论计算
2.2.1 模型建立
2.2.2 计算条件
2.2.3 结果分析
2.3 本章小结
第3章 脉动热管实验系统
3.1 实验装置
3.1.1 脉动热管系统
3.1.2 加热系统
3.1.3 冷却系统
3.1.4 充液抽真空装置
3.1.5 动态数据采集系统
3.2 实验参数方案
3.2.1 工质选择
3.2.2 充液率选择
3.2.3 加热功率
3.3 实验操作步骤
3.4 本章小结
第4章 脉动热管实验研究
4.1 数据处理
4.1.1 热性能指标
4.1.2 误差分析
4.2 不同管径下脉动热管实验结果分析
4.2.1 管径对脉动热管启动特性的影响
4.2.2 管径对脉动热管最佳充液率的影响
4.2.3 管径对脉动热管热阻的影响
4.2.4 管径对脉动热管烧干特性的影响
4.3 不同管型下脉动热管实验结果分析
4.3.1 管型对脉动热管启动特性的影响
4.3.2 管型对脉动热管最佳充液率的影响
4.3.3 管型对脉动热管热阻的影响
4.3.4 管型对脉动热管烧干特性的影响
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
攻读硕士期间科研成果及所获奖励
【参考文献】：
期刊论文
[1]工质对毛细管内延展弯月面蒸发传热的影响[J]. 黄晓明,金鑫,王超,刘伟. 航空动力学报. 2013(12)
[2]An Experimental Investigation on Heat Transfer Performance of Nanofluid Pulsating Heat Pipe[J]. Hongwei Jia,Li Jia,Zetao Tan. Journal of Thermal Science. 2013(05)
[3]脉动热管稳态运行的理论模型研究[J]. 薛志虎,曲伟. 流体机械. 2013(04)
[4]双面三角形和矩形通道平板脉动热管的传热性能[J]. 夏侯国伟,杨彩芸,陈兰兰. 中南大学学报(自然科学版). 2012(05)
[5]蒸发毛细弯液面热质传输特征及其稳定性分析[J]. 黄晓明,TARIK Kaya. 西安交通大学学报. 2010(03)
[6]角管脉动热管的结构和尺度效应研究[J]. 李玉华,曲伟,袁达忠. 工程热物理学报. 2009(12)
[7]圆管式及方槽板式脉动热管的比较[J]. 杨洪海,张晨,GROLL Manfred. 流体机械. 2009(06)
[8]振荡流热管自激强化传热特性实验研究[J]. 商福民,刘登瀛,冼海珍,刘建红. 工程热物理学报. 2009(03)
[9]角管脉动热管的流动和传热分析[J]. 李玉华,曲伟,周岩. 工程热物理学报. 2008(08)
[10]闭式环路型自激振荡热管的实验研究进展[J]. 刘利华. 制冷学报. 2008(01)
硕士论文
[1]闭式脉动热管启动和运行的机理及其经验关联式的研究[D]. 杨成思.天津大学 2012
[2]脉动热管的实验研究[D]. 郭良安.大连海事大学 2011
本文编号：3518602
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
主要符号
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 脉动热管简介
1.2.1 脉动热管的工作原理
1.2.2 脉动热管的特点
1.2.3 脉动热管传热性能的影响因素
1.3 脉动热管的研究现状
1.3.1 脉动热管理论研究现状
1.3.2 脉动热管实验研究现状
1.4 研究思路与方案
1.4.1 研究思路
1.4.2 研究方案
第2章 脉动热管理论分析
2.1 脉动热管理论基础
2.1.1 微小尺寸特征力分析
2.1.2 脉动热管热力循环分析
2.1.3 脉动热管传热学分析
2.1.4 脉动热管的流体力学分析
2.2 脉动热管的理论计算
2.2.1 模型建立
2.2.2 计算条件
2.2.3 结果分析
2.3 本章小结
第3章 脉动热管实验系统
3.1 实验装置
3.1.1 脉动热管系统
3.1.2 加热系统
3.1.3 冷却系统
3.1.4 充液抽真空装置
3.1.5 动态数据采集系统
3.2 实验参数方案
3.2.1 工质选择
3.2.2 充液率选择
3.2.3 加热功率
3.3 实验操作步骤
3.4 本章小结
第4章 脉动热管实验研究
4.1 数据处理
4.1.1 热性能指标
4.1.2 误差分析
4.2 不同管径下脉动热管实验结果分析
4.2.1 管径对脉动热管启动特性的影响
4.2.2 管径对脉动热管最佳充液率的影响
4.2.3 管径对脉动热管热阻的影响
4.2.4 管径对脉动热管烧干特性的影响
4.3 不同管型下脉动热管实验结果分析
4.3.1 管型对脉动热管启动特性的影响
4.3.2 管型对脉动热管最佳充液率的影响
4.3.3 管型对脉动热管热阻的影响
4.3.4 管型对脉动热管烧干特性的影响
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
攻读硕士期间科研成果及所获奖励
【参考文献】：
期刊论文
[1]工质对毛细管内延展弯月面蒸发传热的影响[J]. 黄晓明,金鑫,王超,刘伟. 航空动力学报. 2013(12)
[2]An Experimental Investigation on Heat Transfer Performance of Nanofluid Pulsating Heat Pipe[J]. Hongwei Jia,Li Jia,Zetao Tan. Journal of Thermal Science. 2013(05)
[3]脉动热管稳态运行的理论模型研究[J]. 薛志虎,曲伟. 流体机械. 2013(04)
[4]双面三角形和矩形通道平板脉动热管的传热性能[J]. 夏侯国伟,杨彩芸,陈兰兰. 中南大学学报(自然科学版). 2012(05)
[5]蒸发毛细弯液面热质传输特征及其稳定性分析[J]. 黄晓明,TARIK Kaya. 西安交通大学学报. 2010(03)
[6]角管脉动热管的结构和尺度效应研究[J]. 李玉华,曲伟,袁达忠. 工程热物理学报. 2009(12)
[7]圆管式及方槽板式脉动热管的比较[J]. 杨洪海,张晨,GROLL Manfred. 流体机械. 2009(06)
[8]振荡流热管自激强化传热特性实验研究[J]. 商福民,刘登瀛,冼海珍,刘建红. 工程热物理学报. 2009(03)
[9]角管脉动热管的流动和传热分析[J]. 李玉华,曲伟,周岩. 工程热物理学报. 2008(08)
[10]闭式环路型自激振荡热管的实验研究进展[J]. 刘利华. 制冷学报. 2008(01)
硕士论文
[1]闭式脉动热管启动和运行的机理及其经验关联式的研究[D]. 杨成思.天津大学 2012
[2]脉动热管的实验研究[D]. 郭良安.大连海事大学 2011
本文编号：3518602
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dongligc/3518602.html
