雙元流體對脈動熱管傳熱性能影響的實驗研究
本文關(guān)鍵詞:雙元流體對脈動熱管傳熱性能影響的實驗研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:近年來,工業(yè)技術(shù)的集成化微型化愈發(fā)深化,單位容積內(nèi)設(shè)備與機械的發(fā)熱量快速上升,船用電氣設(shè)備以及換熱設(shè)備都面臨著散熱以及傳熱問題,挑戰(zhàn)著傳統(tǒng)的散熱技術(shù)也制約了相應(yīng)設(shè)備的升級發(fā)展。脈動熱管(Pulsating heat pipe/Oscillating Heat Pipe, PHP/OHP)被稱為21世紀解決狹小空間高熱流密度散熱問題最有前途的手段之一。其具有結(jié)構(gòu)小巧簡單、成本低廉、傳熱性能好、工作穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)多樣、適應(yīng)性強等優(yōu)點。為進一步強化脈動熱管的傳熱性能,本文嘗試應(yīng)用水與HFE-7100以不同比例配制的雙元流體充入脈動熱管中。 本文在討論現(xiàn)有文獻的基礎(chǔ)上,采用雙元流體對閉式回路脈動熱管的試驗效果進行了較為系統(tǒng)的實驗研究,包括:(1)研究了雙元流體脈動熱管不同傾斜角度對其傳熱性能的影響;(2)研究了不同雙元流體對脈動熱管傳熱性能的影響;(3)研究了使用雙元流體對脈動熱管工質(zhì)流型的影響。最后,采用石英制脈動熱管對脈動熱管進行可視化探討:(1)不同傾斜角度對雙元流體脈動熱管流動的影響;(2)不同的雙元流體工質(zhì)對脈動熱管流動的研究。 實驗結(jié)果表明:(1)不同雙元流體脈動熱管工質(zhì)的脈動與流型有著很大的不同,工質(zhì)內(nèi)HFE-7100的含量越高工質(zhì)越容易發(fā)生環(huán)流且環(huán)流速度更快更穩(wěn)定,同時也會抑制工質(zhì)的脈動流動的頻率與振幅:(2)傾斜角對雙元流體脈動熱管的傳熱性能有著極大的影響,脈動熱管的啟動性能,傳熱性能及工作的穩(wěn)定性都會受到顯著地影響,尤其是HFE-7100工質(zhì)含量較高的雙元流體在低傾斜角下傳熱效果極大的惡化;(3)不同的雙元流體對脈動熱管的傳熱性能有較大的影響,雙元流體在5:5的配比之下傳熱性能最好;(4)采用雙元流體工質(zhì)脈動熱管的傳熱性能變差,這主要是因為脈動熱管內(nèi)90%左右的熱量依靠顯熱傳遞,而在水中加入低沸點的HFE-7100后,HFE-7100的汽化導致管內(nèi)壓力升高,工質(zhì)脈動的頻率、振幅與去離子水工質(zhì)相比較差,傳熱性能變差。
【關(guān)鍵詞】:脈動熱管 雙元流體 傳熱性能 可視化
【學位授予單位】:大連海事大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2014
【分類號】:U664.5
【目錄】:
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-8
- 目錄8-10
- 第1章 緒論10-24
- 1.1 課題的研究背景及意義10
- 1.2 脈動熱管簡介10-15
- 1.3 脈動熱管的研究現(xiàn)狀15-22
- 1.3.1 脈動熱管的理論研究工作15-17
- 1.3.2 脈動熱管的實驗研究17-22
- 1.4 本文研究的主要內(nèi)容22-24
- 第2章 脈動熱管實驗臺的設(shè)計與實驗步驟24-34
- 2.1 脈動熱管的設(shè)計24-27
- 2.2 實驗裝置與儀器27-30
- 2.3 實驗過程的描述30-34
- 第3章 雙元流體對脈動熱管性能的影響34-65
- 3.1 實驗的主要準備工作34-35
- 3.2 雙元流體對脈動熱管工質(zhì)流動的影響35-41
- 3.2.1 工質(zhì)混合比例對脈動熱管工質(zhì)流動的影響35-39
- 3.2.2 傾角對脈動熱管內(nèi)雙元流體流動的影響39-41
- 3.3 雙元流體對脈動熱管啟動性能的影響41-46
- 3.3.1 工質(zhì)混合比例對脈動熱管啟動性能的影響41-43
- 3.3.2 傾角對雙元流體脈動熱管啟動性能的影響43-46
- 3.4 環(huán)流現(xiàn)象分析46-47
- 3.5 工質(zhì)混合比例對脈動熱管傳熱性能的影響47-55
- 3.6 傾斜角變化對脈動熱管傳熱性能影響分析55-64
- 3.7 本章小結(jié)64-65
- 第4章 可視化觀測實驗65-89
- 4.1 實驗的主要準備工作65-66
- 4.2 雙元流體對脈動熱管啟動性能影響可視化研究66-78
- 4.2.1 工質(zhì)混合比例對脈動熱管啟動性能的影響66-72
- 4.2.2 傾角對雙元流體脈動熱管啟動性能的影響72-78
- 4.3 雙元流體對脈動熱管工質(zhì)流動的影響可視化分析78-88
- 4.3.1 工質(zhì)混合比例對脈動熱管工質(zhì)流動的影響78-83
- 4.3.2 傾角對脈動熱管內(nèi)雙元流體流動的影響83-88
- 4.4 本章小結(jié)88-89
- 第五章 結(jié)論與展望89-91
- 5.1 結(jié)論89-90
- 5.2 展望90-91
- 參考文獻91-95
- 致謝95
【參考文獻】
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,本文編號:286310
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