功能梯度毛细芯研制及性能研究

发布时间：2023-03-29 03:54

　　近年来,我国航天产业蓬勃发展,航天技术成果不断向地面应用领域进行产业转化。环路热管(LoopHeatPipe,LHP)作为一种高效两相传热元件,已在航天设备热控系统中取得较广泛应用,在地面热控如电子元器件散热等领域也正取得较大范围应用。环路热管正成为当前研究热点。毛细芯是环路热管最重要的核心部件,改变其关键参数将对毛细芯的传热传质特性和环路热管的整体传热性能产生显著影响。为了提升环路热管的传热性能,使其能够适用于更大热负荷应用,本文提出了功能梯度毛细芯并进行了相关实验研究。本文提出的功能梯度毛细芯是指毛细芯的导热系数、孔径或孔隙率等参数具有沿着工质流动方向递变的特性。为了综合研究毛细芯孔径的变化对毛细芯及环路热管性能的影响,降低毛细芯向补偿腔方向的漏热,提升毛细芯的传热性能,本文针对平板型环路热管制备了一系列功能梯度毛细芯,并对功能梯度毛细芯的关键参数和传热性能进行了实验研究。具体研究内容及结论如下:1.本文设计制备了两种不同材料的功能梯度毛细芯,调控其孔径参数使其沿工质流动方向递增或递减。制备过程中进行了一体化烧结工艺和PTFE毛细芯烧结参数的探索。2.对功能梯度毛细芯进行了实验表征...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
英文摘要
符号说明
第1章 绪论
    1.1 环路热管及毛细芯概述
        1.1.1 环路热管的结构和原理
        1.1.2 环路热管的应用
    1.2 毛细芯性能优化的研究现状
        1.2.1 影响毛细芯性能的因素
        1.2.2 毛细芯优化的研究现状
    1.3 本文的主要工作
        1.3.1 功能梯度毛细芯的提出
        1.3.2 本文的主要内容
第2章 功能梯度毛细芯的设计和制备
    2.1 功能梯度毛细芯的设计
    2.2 毛细芯的制备
        2.2.1 功能梯度毛细芯的制备
        2.2.2 一体化毛细芯的制备
    2.3 本章小结
第3章 毛细芯关键参数的表征
    3.1 孔隙率
        3.1.1 测量方法
        3.1.2 测量结果
    3.2 孔径
        3.2.1 测量方法
        3.2.2 测量结果
    3.3 有效导热系数
        3.3.1 测量方法
        3.3.2 测量结果
    3.4 本章小结
第4章 功能梯度毛细芯传热传质实验研究
    4.1 毛细芯传质性能研究
        4.1.1 实验原理
        4.1.2 实验装置
        4.1.3 抽吸曲线
    4.2 毛细芯传热性能研究
        4.2.1 实验装置
        4.2.2 数据处理
        4.2.3 实验步骤
        4.2.4 实验结果
            4.2.4.1 可视化实验现象
            4.2.4.2 传热系数
            4.2.4.3 孔径递增毛细芯与孔径递减毛细芯传热性能对比
            4.2.4.4 均一孔径毛细芯与梯度孔径毛细芯传热性能对比
            4.2.4.5 蒸发器侧大孔径毛细芯与蒸发器侧小孔径毛细芯传热性能对比
    4.3 本章小结
第5章 PTFE毛细芯制备及性能研究
    5.1 PTFE毛细芯制备
    5.2 PTFE毛细芯关键参数
        5.2.1 孔隙率
        5.2.2 孔径
        5.2.3 有效导热系数
    5.3 PTFE毛细芯传热传质性能
        5.3.1 抽吸特性
        5.3.2 传热特性
            5.3.2.1 不同孔径递变规律的毛细芯传热性能对比
            5.3.2.2 均一孔径毛细芯与孔径递变毛细芯传热性能对比
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 不足与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的论文
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3773941