本文關鍵詞：液氫溫區(qū)脈動熱管傳熱特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在用低溫制冷機直接冷卻的對象(如超導磁體)中,經常會受制冷對象體積大小及冷卻距離的限制,亟需一種高效的冷量傳輸方式與低溫制冷機相匹配。脈動熱管作為一種高效的傳熱方法在過去的20年受到廣泛關注,但主要集中在室溫溫區(qū),近幾年許多學者在積極探索脈動熱管技術應用于低溫的可能性。特別是2001年新型超導材料MgB2的出現,使脈動熱管在液氫溫區(qū)的研究與應用具有重要的意義。為此,本文開展了以下研究工作： 首先總結了低溫脈動熱管的研究現狀,提出了液氫溫區(qū)脈動熱管的研究內容和方向。在總結室溫脈動熱管研究的基礎上,探究了液氫溫區(qū)脈動熱管的特點和傳熱機理。 接著,設計并研制了一臺液氫溫區(qū)脈動熱管試驗裝置,該裝置由低溫制冷機系統、脈動熱管系統、數據采集系統等構成。運用軟件對冷屏溫度場和拉桿應力場進行了模擬分析。 最后,開展了液氫溫區(qū)脈動熱管的初步試驗研究,得到了充液率和加熱功率參數對脈動熱管傳熱性能的影響,以及脈動熱管運行過程中冷凝段與蒸發(fā)段的溫度隨加熱量和時間的變化規(guī)律。在34.22%充液率時的情況下,最大加熱功率為1.280W,最大有效熱導率為19371.440W/(m·K),此時溫差為0.280K；在充液率為56.34%情況下,加熱功率為2.205W時,最大有效熱導率為17952.360W/(m·K),溫差為0.520K。驗證了液氫溫區(qū)脈動熱管的可行性。
【關鍵詞】：脈動熱管 液氫溫區(qū) 傳熱機理 試驗臺設計 試驗研究 傳熱性能
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB651
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 主要符號表7-18
• 第一章 緒論18-34
• 1.1 課題研究背景及意義18-22
• 1.1.1 超導技術18-19
• 1.1.2 超導應用中的低溫技術19-20
• 1.1.3 低溫傳熱方法20-22
• 1.2 室溫脈動熱管的研究現狀22-29
• 1.2.1 實驗研究22-27
• 1.2.2 理論研究27-29
• 1.3 低溫脈動熱管的研究現狀29-32
• 1.3.1 低溫脈動熱管的特殊性29
• 1.3.2 低溫脈動熱管的國內外研究現狀29-31
• 1.3.3 低溫脈動熱管的關鍵性問題31-32
• 1.4 本文研究目標和內容32-33
• 1.5 本章小結33-34
• 第二章 脈動熱管傳熱機理34-50
• 2.1 脈動熱管技術簡介34-37
• 2.1.1 脈動熱管的結構34-35
• 2.1.2 脈動熱管工作原理35
• 2.1.3 脈動熱管優(yōu)點35-36
• 2.1.4 脈動熱管的傳熱影響因素36
• 2.1.5 脈動熱管的應用前景36-37
• 2.2 脈動熱管理論基礎37-45
• 2.2.1 傳熱學基礎37-40
• 2.2.2 毛細力學基礎40-44
• 2.2.3 微細結構液面蒸發(fā)理論44-45
• 2.3 脈動熱管傳熱機理45-49
• 2.3.1 脈動熱管的傳熱學分析45
• 2.3.2 脈動熱管熱力學分析45-46
• 2.3.3 脈動熱管的流體力學分析46-47
• 2.3.4 脈動熱管臨界直徑47-48
• 2.3.5 脈動熱管中的主要流型48-49
• 2.4 本章小結49-50
• 第三章 液氫溫區(qū)脈動熱管試驗臺設計50-60
• 3.1 試驗儀器及其設備50-53
• 3.2 熱管系統設計53-59
• 3.2.1 脈動熱管管徑的確定53
• 3.2.2 脈動熱管單元設計53-55
• 3.2.3 真空罩及冷屏設計55
• 3.2.4 機械校核55-56
• 3.2.5 熱負荷計算56-59
• 3.3 本章小結59-60
• 第四章 液氫溫區(qū)脈動熱管試驗研究60-78
• 4.1 實驗步驟60
• 4.2 誤差分析60-65
• 4.2.1 壓力傳感器誤差分析60-62
• 4.2.2 溫度傳感器誤差分析62-65
• 4.2.3 加熱功率誤差分析65
• 4.3 冷卻時間65-67
• 4.3.1 冷卻時間估算65-66
• 4.3.2 裝置降溫曲線66-67
• 4.4 脈動熱管的有效熱導率與充液率67-68
• 4.4.1 有效熱導率計算67
• 4.4.2 充液率計算67-68
• 4.5 液氫溫區(qū)脈動熱管試驗結果分析68-76
• 4.5.1 脈動熱管的溫度動態(tài)分析69-72
• 4.5.2 充液率影響72-76
• 4.6 本章小結76-78
• 第五章 總結與展望78-80
• 5.1 總結78
• 5.2 展望78-80
• 參考文獻80-84
• 攻讀碩士學位期間取得的科研成果84-85
• 致謝85

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