本文關(guān)鍵詞：脈動熱管內(nèi)脈動流動和傳熱的理論研究

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【摘要】：脈動熱管是一種結(jié)構(gòu)簡單,成本廉價且性能高效的傳熱裝置。然而其傳熱過程涉及氣液兩相傳熱,機理復(fù)雜,以至于到目前的理論研究仍未全面地解釋其機理,對實驗中的現(xiàn)象不能完全解釋,從而不能對實際應(yīng)用進行有效的理論指導(dǎo)和設(shè)計。 本文研究了微型圓管內(nèi)被施以不同周期性壓力波的振蕩流體的傳熱性能,以確定振蕩壓力是如何影響流體流動和傳熱性能的。本文以微型圓管內(nèi)的液柱為研究對象,以圓管外壁施加恒定熱通量、驅(qū)動壓力梯度隨時間呈周期性變化作為前提條件,對不可壓縮的脈動流體在壓力波為正弦波和三角波的情況展開研究。對兩種波形下傳熱性能變化進行理論分析,求解其解析解,從數(shù)學(xué)上精確刻畫兩種波形對傳熱性能的影響,明確其影響因素,從而從理論上回答流體的脈動是提高傳熱還是降低傳熱的難題。同時,基于壓力波在氣相和液相的傳播速度不同的事實,探索充液率影響OHP中振蕩運動產(chǎn)生的數(shù)學(xué)模型,從理論上回答充液率上限和OHP最小啟動功率的問題。 通過研究所獲得的解析解發(fā)現(xiàn),流體的脈動對傳熱的影響,取決于流動流體本身特性參數(shù)：脈動頻率,ω*,脈動壓力的振幅,γ,和普朗特數(shù)Pr以及波形。對于微圓管內(nèi)的層流脈動流動,給定適當(dāng)?shù)恼袷帀毫梢蕴岣邆鳠嵯禂?shù)。外部施加的振蕩周期對流體傳熱特性的影響在低頻下比高頻下更強。三角波壓力下和正弦波壓力下的努塞爾數(shù)的分析和對比則表明,在低頻下,三角波動對強化傳熱更具影響力,更容易達到強化傳熱的目的。隨著無量綱脈動頻率ω*的增長,波形對強化傳熱的影響逐漸減弱。此外,充液率影響0HP中振蕩運動產(chǎn)生的數(shù)學(xué)模型更表明,在0HP內(nèi)流體開始發(fā)生振蕩運動所需的能量取決于充液率。當(dāng)充液率增加時,需要增加熱能輸入以激發(fā)振蕩運動；充液率存在上限且該上限依賴于工作流體的性質(zhì)。
【關(guān)鍵詞】：脈動熱管 正弦波 三角波 強化傳熱 充液率極限
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U674.7;TK124
【目錄】：

• 創(chuàng)新點摘要5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-37
• 1.1 研究背景及其意義11-12
• 1.2 脈動熱管的研究現(xiàn)狀12-35
• 1.2.1 脈動熱管的實驗研究現(xiàn)狀13-27
• 1.2.2 脈動熱管的理論研究現(xiàn)狀27-35
• 1.3 本文研究方向、內(nèi)容與方法35-37
• 1.3.1 本文研究方向35
• 1.3.2 本文研究內(nèi)容35-36
• 1.3.3 本文研究方法36-37
• 第2章 微型圓管內(nèi)液柱層流正弦脈動的傳熱性能理論研究37-59
• 2.1 數(shù)值模擬與解析求解38-39
• 2.2 物理模型的建立39-40
• 2.3 數(shù)學(xué)模型的求解40-48
• 2.4 模型分析與討論48-58
• 2.4.1 模型分析48-50
• 2.4.2 模型討論50-58
• 2.5 本章小結(jié)58-59
• 第3章 微型圓管內(nèi)液柱層流三角波脈動的傳熱性能理論研究59-85
• 3.1 物理模型的建立59-60
• 3.2 數(shù)學(xué)模型的求解60-68
• 3.3 模型分析與討論68-75
• 3.3.1 模型分析68-69
• 3.3.2 模型討論69-75
• 3.4 正弦波脈動與三角波脈動的傳熱性能對比研究75-83
• 3.4.1 低頻波動下脈動傳熱對比分析75-80
• 3.4.2 高頻波動下脈動傳熱對比分析80-83
• 3.5 本章小結(jié)83-85
• 第4章 脈動熱管啟動功率與充液率的理論研究85-97
• 4.1 物理模型的建立86-87
• 4.2 數(shù)學(xué)模型的求解87-91
• 4.3 模型分析與討論91-95
• 4.4 本章小結(jié)95-97
• 第5章 結(jié)論與展望97-99
• 5.1 結(jié)論97-98
• 5.2 展望98-99
• 參考文獻99-108
• 附錄108-110
• 攻讀學(xué)位期間公開發(fā)表論文110-111
• 致謝111-112
• 作者簡介112

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：997390