脉动热管脉动流动以及传热理论和实验研究
[Abstract]:The heat transfer performance of pulsating heat pipe is efficient, which can meet the heat dissipation needs of higher integration equipment in the future, and can still work stably under bad conditions such as vibration and acceleration, so it has a wide range of application prospects in the field of ships. However, because the heat transfer mechanism of pulsating heat pipe is very complex, it is necessary to carry out theoretical and experimental research on its heat transfer and external field enhancement. Therefore, the effects of thin film evaporation, ultrasonic wave, electric field and pulsation on gas-liquid interface, which affect the fluctuating flow and heat transfer of pulsating heat pipe, are studied by means of experimental and theoretical research. The heat transfer law of pulsating heat pipe without external field is studied experimentally. the main factors affecting the fluctuating flow and heat transfer of pulsating heat pipe include heat load, operating temperature, liquid filling rate, inclination angle and physical properties of working fluid. The experimental results show that the high efficiency heat transfer performance of the pulsating heat pipe depends on the pulsating frequency, amplitude and thin film evaporation of the internal working fluid. Based on the momentum conservation equation and vapor macroscopic flow equation of fluid, the theoretical model of thin film evaporation heat transfer under the influence of macro flow is established, and the effect of macro flow on thin film evaporation heat transfer is studied. The macroscopic flow will greatly hinder the evaporation of thin films, and the heat flux will increase with the increase of superheat and adjustment coefficient. The gas-liquid two-phase flow in capillary was simulated by VOF (volumneof fluid) model, and the effects of gas-liquid interface and internal swirl of liquid plug on heat transfer were analyzed. The smaller the contact angle, the easier the vortex is, and the wider the range of vortex. The theoretical model of thin film evaporation heat transfer under the action of electric field is established. The effects of electric field on the separation pressure, thin film thickness, gas-liquid interface temperature and heat flux in thin film region are studied by using the model. The electric field can reduce the thickness of thin films and prolong the length of thin films, which can effectively enhance the evaporation and heat transfer of thin films. Based on the mechanism of fluctuating flow of working fluid in pulsating heat pipe, that is, increasing bubble generation can enhance pulsation and enhance heat transfer, the effect of ultrasonic wave on the heat transfer performance of liquid gasification nucleation and pulsating heat pipe is studied experimentally. Ultrasonic wave can promote the gasification and nucleation of deionized water. Compared with single-frequency ultrasound, dual-frequency ultrasonic can further promote the internal gasification and nucleation of deionized water. Ultrasonic wave can effectively improve the heat transfer performance of pulsating heat pipe. The strengthening effect of dual-frequency ultrasonic wave is better than that of single-frequency ultrasonic wave. The strengthening effect is related to ultrasonic frequency, operating temperature, inclination angle and working fluid physical properties.
【学位授予单位】:大连海事大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TK124;TK172.4
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,本文编号:2478059
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