动载作用下纳米流体热管传热性能研究

发布时间：2023-03-31 18:42

　　随着电子信息技术的发展以及航空航天工业的不断进步,机载电子设备呈现小型化、高功率化、密集化的趋势,因此对机载电子设备的散热手段方式提出了更高的要求,而热管技术正为机载电子设备的冷却方式提供了一种新思路。尽管热管的具有等温性好、散热效率高、体积小等优点,但限于内部充注的工作介质的性质,热管在某些层面上来说也很难满足极高的散热要求。纳米流体是指以一定的比例和方式将纳米级的金属或非金属以及它们的氧化物固体颗粒添加在液体中,形成一类新型的传热工质。与传统的换热工质相比,纳米流体具其较高的导热系数,因此纳米流体热管应用而生。由于机载电子设备的使用环境复杂,目前仍然缺乏关于飞行器在加减速以及转弯时产生的动载对纳米流体热管的影响的研究。本文在分析国内外关于纳米流体热物性、热管工作原理、纳米流体热管以及热管数值模拟的基础上,建立了纳米流体热管传热传质过程的几何物理模型,利用商业CFD软件Fluent对常规纯水-铜热管以及Al₂O₃-H₂O纳米流体热管的传热性质以及处在动载下的传热性能进行了研究分析。本文以长为230 mm、宽为18 mm...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 背景介绍
    1.2 航空电子设备中的散热技术
    1.3 纳米流体简介
    1.4 纳米流体热管的研究状况
    1.5 本文的主要研究内容
第2章 纳米流体热物性计算研究
    2.1 纳米流体的密度计算
    2.2 纳米流体粘度计算
    2.3 纳米流体定压比热计算
    2.4 纳米流体导热系数计算
    2.5 本章小结
第3章 基于CFD的热管模型的建立
    3.1 热管综述
        3.1.1 热管的工作原理
        3.1.2 热管的传热极限
    3.2 热管模型的建立
        3.2.1 Fluent简介
        3.2.2 热管的几何模型
        3.2.3 网格划分
        3.2.4 控制方程
        3.2.5 热管的计算区域
        3.2.6 基本假设
        3.2.7 边界条件
        3.2.8 吸液芯多孔介质模型
        3.2.9 物性参数及热管参数
    3.3 本章小结
第4章 静态下纳米流体热管传热特性分析
    4.1 数值验证
    4.2 不同加热功率下的纯水铜热管传热分析
    4.3 不同体积分数的AL2O3-H2O铜热管传热分析
    4.4 常规热管与纳米流体热管的当量导热系数
    4.5 热管在不同工作温度下的工况分析
    4.6 吸液芯流动分析
    4.7 蒸汽腔流动分析
    4.8 本章小结
第5章 动态下纳米流体热管传热特性分析
    5.1 热管动载
    5.2 在不同正加速度下热管壁面温度分布
        5.2.1 正向动载对常规热管以及纳米流体热管的影响
        5.2.2 正向动载对不同体积分数的纳米流体热管的影响
    5.3 在负向加速度下热管壁面温度分布
        5.3.1 负向动载对常规热管以及纳米流体热管的影响
        5.3.2 负向动载对不同体积分数的纳米流体热管的影响
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文



本文编号：3775600