近年來,伴隨電子芯片技術(shù)向集成化和微型化的高速發(fā)展,芯片的熱流密度快速上升,電子器件的散熱問題變得十分尖銳,脈動(dòng)熱管憑借其制作簡單、傳熱效率高、不需外界功耗、便攜、適應(yīng)性強(qiáng)、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn),被普遍認(rèn)為是解決狹小空間內(nèi)高熱流密度散熱最有潛力的換熱元件。但是由于其構(gòu)造簡單,通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)的方法不能起到強(qiáng)化換熱的作用,采用純工質(zhì)又會(huì)因?yàn)槭軣嵛镄缘挠绊?使脈動(dòng)熱管不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)低加熱功率下的快速啟動(dòng)和高加熱功率下的大幅度強(qiáng)化換熱,基于以上考慮,開發(fā)新型工質(zhì)被認(rèn)為是強(qiáng)化脈動(dòng)熱管換熱最直接有效的辦法。本文分別采用Al₂O₃/H₂O納米流體和由正丁醇水溶液與氧化石墨烯分散液配制而成的自濕潤納米流體為工質(zhì),研究了質(zhì)量濃度、充液率、真空度對(duì)脈動(dòng)熱管傳熱性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,以Al₂O₃/H₂O納米流體為工質(zhì)時(shí),脈動(dòng)熱管對(duì)應(yīng)的最佳質(zhì)量濃度和最佳充液率分別為0.3%和50%,與去離子水脈動(dòng)熱管相比較發(fā)現(xiàn),質(zhì)量濃度為0.3%的Al₂O₃... 

【文章來源】：天津商業(yè)大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

普通熱管

在確保密閉性的前提下，進(jìn)行抽真空處理，使管內(nèi)形成負(fù)壓，在管內(nèi)外壓差的作用下，將液態(tài)工質(zhì)注入管內(nèi)。由于脈動(dòng)熱管的管徑足夠小，管內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)將在表面張力的影響下，產(chǎn)生交替分布的各種大小不一的液塞和汽塞，整個(gè)管段分成了冷卻段、絕熱段、加熱段三部分。其基本的工作原理是：脈動(dòng)熱管運(yùn)行時(shí)加熱段的液塞和汽塞都會(huì)吸收大量的熱量，管內(nèi)液態(tài)的工質(zhì)由于吸熱，導(dǎo)致液體會(huì)不斷蒸發(fā)并產(chǎn)生大量的氣泡，氣泡體積迅速增大，使得加熱段汽塞內(nèi)部壓力迅速升高，進(jìn)而推動(dòng)加熱段的工質(zhì)向冷卻段移動(dòng)，同時(shí)在移動(dòng)過程中還會(huì)有大量的新的汽塞融合及液塞斷裂的現(xiàn)象產(chǎn)生，隨后氣泡在冷卻段發(fā)生相變凝結(jié)，氣泡收縮破裂，造成加熱段與冷卻段管段之間形成很大的壓力差，同時(shí)在相鄰管間壓差的共同影響下，導(dǎo)致冷卻段工質(zhì)向加熱段的回流，補(bǔ)充加熱段的液體流量，使其不會(huì)產(chǎn)生燒干現(xiàn)象，進(jìn)而使管內(nèi)工質(zhì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的連續(xù)脈動(dòng)的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)高效的熱傳遞。該過程驅(qū)動(dòng)傳熱的動(dòng)力來自于脈動(dòng)熱管本身，不需要外界設(shè)備提供動(dòng)力。在傳熱時(shí)，脈動(dòng)熱管的脈動(dòng)運(yùn)動(dòng)不用消耗外在能量，而是完全依靠內(nèi)部驅(qū)動(dòng)力推動(dòng)工質(zhì)的往復(fù)循環(huán)，正是由于該特征使得其在高功率下表現(xiàn)出傳熱性能好等優(yōu)點(diǎn)，引起各國專家學(xué)者的廣泛研究。

家學(xué)者研究的主要方法之一。研究發(fā)現(xiàn)由于脈動(dòng)熱管的傳熱機(jī)理十分復(fù)其傳熱性能的因素眾多，然而根據(jù)以往研究成果歸納總結(jié)出影響的因素充液率、傾斜角度、工質(zhì)的選取、彎頭數(shù)及加熱方式。脈動(dòng)熱管的管徑動(dòng)熱管的管徑足夠小，才會(huì)產(chǎn)生維持其正常運(yùn)行的汽液塞的隨機(jī)分布，太大容易造成汽液的兩相分層，從而不宜產(chǎn)生汽塞和液塞，但是管徑太非常大的毛細(xì)阻力，因此選取適當(dāng)?shù)墓軓綄?duì)脈動(dòng)熱管的穩(wěn)定運(yùn)行起著至。ttidech 等[26]通過改變管徑對(duì)不同工質(zhì)脈動(dòng)熱管換熱的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：管取共同影響著脈動(dòng)熱管單位面積的傳熱量。實(shí)驗(yàn)選用工質(zhì)分別為乙 醇 管內(nèi)徑分別為 0.66mm，1.06mm 和 2.03mm。實(shí)驗(yàn)結(jié)果清楚地體現(xiàn)出各種工質(zhì)單位面積傳熱量的影響，如圖 1- 3 所示。對(duì)于工質(zhì) R123 和水變小，造成其單位面積的傳熱量減少，削弱其傳熱能力，但是對(duì)乙醇工質(zhì)好相反。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]振蕩流熱管在太陽熱水器上的應(yīng)用[J]. 冼海珍,曹傳釗,楊勇平,杜小澤,劉登瀛.  太陽能學(xué)報(bào). 2014(09)
[2]甲醇/丙酮振蕩熱管的傳熱性能研究[J]. 喬鐵梁,崔曉鈺,韓華,李治華.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(18)
[3]新型環(huán)路熱管太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能減排評(píng)估[J]. 王璋元,楊晚生,趙旭東.  太陽能學(xué)報(bào). 2014(05)
[4]航天十一院熱管軍民兩用技術(shù)的最新進(jìn)展[J]. 陳思員,李鵬飛,薛志虎,謝銘慧,曲偉,艾邦成.  軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品. 2014(05)
[5]傾角及冷卻工況對(duì)多通路并聯(lián)回路板式脈動(dòng)熱管傳熱性能的影響[J]. 史維秀,潘利生,李惟毅.  化工學(xué)報(bào). 2014(02)
[6]多通路并聯(lián)回路板式脈動(dòng)熱管可視化及啟動(dòng)性能試驗(yàn)研究[J]. 史維秀,李惟毅,潘利生.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(04)
[7]振蕩熱管的熱阻變化規(guī)律及燒干特性[J]. 崔曉鈺,李治華,孫慎德,朱悅.  化工學(xué)報(bào). 2013(06)
[8]傾角及充液率對(duì)并聯(lián)式脈動(dòng)熱管傳熱性能的影響[J]. 梁玉輝,李惟毅,史維秀.  化工學(xué)報(bào). 2011(S2)
[9]Function chain neural network prediction on heat transfer performance of oscillating heat pipe based on grey relational analysis[J]. 鄂加強(qiáng),李玉強(qiáng),龔金科.  Journal of Central South University of Technology. 2011(05)
[10]脈動(dòng)熱管氣液塞振蕩運(yùn)動(dòng)模型[J]. 胡朝發(fā),賈力.  化工學(xué)報(bào). 2011(S1)

博士論文
[1]改進(jìn)型回路脈動(dòng)熱管可視化及傳熱性能研究[D]. 史維秀.天津大學(xué) 2012
[2]振蕩流熱管換熱器換熱性能及其在干燥系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D]. 柴本銀.山東大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3146235