【摘要】：隨著電子儀器設(shè)備的集成化和微型化迅猛發(fā)展,儀器設(shè)備熱環(huán)境控制問題變得尤為重要,如何有效合理的利用具有高熱流密度冷卻能力和嚴格溫度控制能力的噴霧冷卻技術(shù)已成為近年來國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者的研究重點。本文以高熱流密度電子儀器設(shè)備的強化散熱特性為研究對象,采用多孔泡沫材料強化散熱技術(shù)與噴霧冷卻技術(shù)相結(jié)合的方法,通過理論分析和實驗測量研究影響強化散熱效果的關(guān)鍵因素,并對熱環(huán)境進行綜合評估。本文開展的主要工作如下:1.進行噴霧冷卻實驗臺系統(tǒng)方案設(shè)計,分別對加熱系統(tǒng)、噴霧系統(tǒng)和數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的關(guān)鍵部件進行調(diào)研選型和設(shè)計加工,搭建以水為工質(zhì)的高發(fā)熱功率噴霧冷卻實驗臺。對具有高導(dǎo)熱性、低密度的多孔泡沫金屬和具有親水性和毛細吸水作用的多孔泡沫材料進行調(diào)研和選材,并對實驗臺進行前期調(diào)試和改進。2.在分析實驗臺測量誤差的前提下,實驗研究一定速度的氮氣攜帶水霧滴沖擊金屬銅加熱表面的散熱特性,探究不同強化傳熱條件下輸入熱流密度、液體流量和氣體流量對于換熱效果的影響�；谏鲜鼋Y(jié)果,認為在低輸入熱流密度(一般低于50W/cm~2)時,液體流量越大,表面溫度越低,當液體流量為1L/h時能獲得最大的表面換熱系數(shù),但對表面溫度的控制效果一般。3.對于高功率噴霧冷卻實驗過程難以達到穩(wěn)態(tài)的問題,利用編寫Fortran語言計算程序,模擬實驗臺加熱柱一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程,獲得加熱柱內(nèi)部溫度場和噴霧面等效對流換熱系數(shù)。實驗發(fā)現(xiàn),在高輸入熱流密度(一般高于50W/cm~2)時,采用較大的液體流量能獲得更好的冷卻效果;考察氣體流量的影響,認為在液體流量一定的情況下,氣體流量越大,霧滴破碎更加充分,換熱表面溫度更低且能夠獲得更好的綜合換熱效果。4.實驗研究一定速度的氮氣攜帶水霧滴沖擊覆蓋多孔泡沫材料的加熱表面的散熱特性,對比不同孔隙密度、材料厚度和孔隙率對冷卻效果的影響。研究發(fā)現(xiàn)泡沫材料孔隙密度越小,換熱表面溫度越低且表面綜合換熱系數(shù)越高,且在使用厚度為3mm,孔隙率為0.9的泡沫材料時獲得了最佳的換熱效果。
【圖文】：

-2-圖 1-1 不同冷卻方式對比圖[13]高熱流密度下的電子儀器設(shè)備的熱控制問題，以微通道液冷、射為代表的利用相變冷卻的散熱方式逐漸得到了廣泛應(yīng)用。以上對比如表 1-1 所示，示意圖如圖 1-2 所示。

(a) 微通道液冷 (b) 射流沖擊 (c) 噴霧冷卻圖 1-2 典型冷卻方式示意圖微通道一般是指水力直徑在 1000 微米以下的管道或通道，微通道液冷方式設(shè)備緊湊，系統(tǒng)體積小，，但壓力損失較大；沖擊射流冷卻與噴霧冷卻原理相似，區(qū)別
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TK124;TN03

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 梁天生;邵愛華;魏曉明;李陽;;燃氣輪機壓氣機進口噴霧冷卻系統(tǒng)分析[J];熱電技術(shù);2009年03期

2 孔淑賢;米夢龍;崔婧格;徐闖;陳鵬;劉璐;;低壓環(huán)境下閃蒸噴霧冷卻不同潤濕性表面的實驗研究[J];真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報;2019年10期

3 張振豪;蔣彥龍;李卓裴;;液氮噴霧冷卻綜述[J];江蘇航空;2018年03期

4 劉然;張磊;張顯;;噴霧冷卻技術(shù)在航天領(lǐng)域應(yīng)用[J];真空與低溫;2018年05期

5 陳交;邵華;姜英博;;復(fù)合噴霧冷卻法在汽輪機轉(zhuǎn)子車削加工中試驗研究[J];制造業(yè)自動化;2015年09期

6 路建嶺;吳培浩;麥粵幫;潘城巋;;噴霧位置對上噴式噴霧冷卻塔冷卻性能的影響[J];潔凈與空調(diào)技術(shù);2010年04期

7 趙彩虹;王云峰;;基于綠色制造的低溫氣動噴霧冷卻技術(shù)的基礎(chǔ)研究[J];科技資訊;2008年32期

8 苗文海;羅宗仁;;無填料噴霧冷卻塔技術(shù)的應(yīng)用分析[J];煉油技術(shù)與工程;2006年11期

9 劉劍,繆佳興;噴霧冷卻技術(shù)及其應(yīng)用[J];工具技術(shù);2004年11期

10 周作良,苗學(xué)舜;噴霧冷卻塔為企業(yè)增強競爭力[J];化工科技市場;2003年12期

相關(guān)會議論文 前10條

1 苗學(xué)舜;;無填料噴霧冷卻塔的原理與應(yīng)用[A];冷卻塔研究會成立暨技術(shù)交流大會論文集[C];2004年

2 陳華;程文龍;彭鈺航;;微重力下噴霧冷卻的地面模擬方案探究[A];中國力學(xué)大會-2017暨慶祝中國力學(xué)學(xué)會成立60周年大會論文集（B）[C];2017年

3 王志剛;;水噴霧冷卻防護在生產(chǎn)中的應(yīng)用[A];2016中國工程防火技術(shù)與滅火救援大會文集[C];2016年

4 司春強;邵雙全;田長青;劉小朋;肖楊;;潤滑油對噴霧冷卻性能影響[A];走中國創(chuàng)造之路——2011中國制冷學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

5 李彥良;;噴霧冷卻主動熱防護技術(shù)應(yīng)用效果數(shù)值分析[A];中國力學(xué)大會——2013論文摘要集[C];2013年

6 楊嘉;陳國泰;吳祥生;張宏宇;戴通涌;;噴霧冷卻系統(tǒng)在風冷式冷水機組中的應(yīng)用研究[A];全國暖通空調(diào)制冷2010年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

7 江浩杰;沈立剛;;高壓變頻調(diào)速技術(shù)在連鑄噴霧冷卻供水系統(tǒng)中的應(yīng)用[A];自動化技術(shù)與冶金流程節(jié)能減排——全國冶金自動化信息網(wǎng)2008年會論文集[C];2008年

8 趙彥永;;液化烴儲罐水噴霧冷卻系統(tǒng)設(shè)計[A];’2001全國工業(yè)用水與廢水處理技術(shù)交流會論文集暨水處理技術(shù)匯編[C];2001年

9 張雨薇;劉妮;;含有添加劑的噴霧冷卻研究進展[A];上海市制冷學(xué)會2015年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2015年

10 徐洪波;司春強;邵雙全;田長青;;壓力式封閉噴霧冷卻系統(tǒng)霧化過程分析[A];2013中國制冷學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集[C];2013年

相關(guān)重要報紙文章 前7條

1 魏志海;新型噴霧冷卻裝置提高電爐可靠性[N];世界金屬導(dǎo)報;2019年

2 記者白茂槐 通訊員張俊;國內(nèi)首創(chuàng)電弧爐一次煙氣噴霧冷卻凈化工藝[N];中國冶金報;2010年

3 裴麗苗;噴霧冷卻在高爐煤氣干法回收系統(tǒng)上的應(yīng)用[N];世界金屬導(dǎo)報;2006年

4 ;連續(xù)鑄鋼新技術(shù)問答[N];中國冶金報;2003年

5 劉晨;鋼鐵噴嘴應(yīng)用技術(shù)[N];中國冶金報;2003年

6 朱波　胡輝;讓科技與效益比翼齊飛[N];科技日報;2010年

7 王峰;振翅擊長空 奮起再向前[N];中國有色金屬報;2015年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 黃龍;噴霧冷卻換熱強化特性的實驗研究[D];南京航空航天大學(xué);2018年

2 陳華;閃蒸及噴霧液滴特性對噴霧冷卻強化換熱的影響[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2018年

3 彭鈺航;真空閃蒸噴霧冷卻傳熱特性研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2018年

4 章瑋瑋;緊湊型噴霧冷卻系統(tǒng)強化換熱的研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

5 周年勇;機載噴霧冷卻特性的實驗與研究[D];南京航空航天大學(xué);2016年

6 張震;微納米表面噴霧冷卻的機理研究[D];清華大學(xué);2013年

7 侯燕;多噴嘴噴霧冷卻實驗研究與數(shù)值模擬[D];中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2014年

8 張偉;微槽表面噴霧冷卻換熱特性研究[D];中國石油大學(xué)（華東）;2013年

9 王亞青;噴霧冷卻無沸騰區(qū)換熱特性研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

10 趙銳;噴霧冷卻傳熱機理及空間換熱地面模擬研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 崔婧格;降壓過程中閃蒸噴霧冷卻不同潤濕性表面實驗研究[D];華北電力大學(xué);2019年

2 于冉冉;噴霧冷卻強化換熱的實驗與理論研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2017年

3 艾心;移動式射流沖擊與噴霧冷卻換熱特性研究[D];上海交通大學(xué);2017年

4 苗宇芯;噴霧冷卻實驗裝置研制及多孔泡沫冷卻特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

5 王炯;豎直運動熱壁面噴霧冷卻的數(shù)值模擬研究[D];武漢科技大學(xué);2019年

6 趙立坤;燃氣輪機進口噴霧冷卻設(shè)計及數(shù)值模擬研究[D];華北電力大學(xué);2018年

7 張翔宇;間接空冷機組噴霧冷卻增效的優(yōu)化研究[D];山東大學(xué);2018年

8 顏培亮;乙醇水噴霧冷卻換熱數(shù)值研究[D];大連理工大學(xué);2018年

9 陳晗;冶金過程中高溫金屬非穩(wěn)態(tài)噴霧冷卻數(shù)值模擬[D];大連理工大學(xué);2018年

10 高久良;添加劑對噴霧冷卻影響的實驗研究[D];大連理工大學(xué);2018年

本文編號：2594225