本文關(guān)鍵詞：微結(jié)構(gòu)表面上高熱流密度蒸發(fā)冷卻過程的傳熱特性研究

  更多相關(guān)文章： 薄液膜蒸發(fā) 傳熱特性 微結(jié)構(gòu)表面 非穩(wěn)態(tài)

【摘要】：薄液膜蒸發(fā)是一種高效的相變傳熱方式,在船舶制冷、集成芯片散熱、低溫工程等領(lǐng)域有諸多應(yīng)用。將薄液膜蒸發(fā)用于解決換熱表面的高熱流密度傳熱問題已成為傳熱學(xué)研究的熱點(diǎn)。本論文基于液氮蒸發(fā)冷卻實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),對微結(jié)構(gòu)表面上的液氮蒸發(fā)傳熱特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,并通過數(shù)值模擬分析傳熱過程中冷凍載體的溫度分布情況。在微結(jié)構(gòu)表面蒸發(fā)冷卻實(shí)驗(yàn)中,利用集總熱容法分析該非穩(wěn)態(tài)傳熱過程,研究傳熱參數(shù)隨過熱度的變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)液氮的蒸發(fā)傳熱系數(shù)隨著過熱度的降低呈現(xiàn)拋物線的變化趨勢,隨過熱度降低先增加后減小;采用五種不同的流量在微結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行液氮的蒸發(fā)冷卻,發(fā)現(xiàn)微結(jié)構(gòu)表面的傳熱性能并沒有隨著液氮流量的增加而提高,而在3.48g/s時傳熱效果最佳;對比微結(jié)構(gòu)形狀為方柱、圓柱的兩種不同表面的冷凍載體,發(fā)現(xiàn)液氮在微結(jié)構(gòu)形狀為方柱的冷凍載體表面?zhèn)鳠嵝阅茌^好;通過改變微結(jié)構(gòu)的間距分析對傳熱特性的影響,結(jié)果表明隨著微結(jié)構(gòu)間距的減小,液氮在微結(jié)構(gòu)表面的傳熱性能提高;對比5mm、10mm、15mm不同的出口距離下的蒸發(fā)冷卻效果,5mm出口距離的冷凍載體在0℃～-60℃的降溫速率最大,平均降溫速率為76386.88℃/min。在對微結(jié)構(gòu)表面上的非穩(wěn)態(tài)傳熱過程進(jìn)行模擬時,采用傳熱系數(shù)為常數(shù)和傳熱系數(shù)為瞬時值的兩種不同邊界條件進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比,發(fā)現(xiàn)采用傳熱系數(shù)為瞬時值的模擬方法的誤差較小。模擬不同微結(jié)構(gòu)間距的冷凍載體的降溫過程,結(jié)果指出,微結(jié)構(gòu)間距越小,冷凍載體降溫過程中的均溫性越好。
【關(guān)鍵詞】：薄液膜蒸發(fā) 傳熱特性 微結(jié)構(gòu)表面 非穩(wěn)態(tài)
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK124
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題的背景及研究意義10-12
• 1.2 薄液膜蒸發(fā)簡介12-17
• 1.2.1 薄液膜的產(chǎn)生12-13
• 1.2.2 薄液膜蒸發(fā)的理論研究13-15
• 1.2.3 薄液膜蒸發(fā)的實(shí)驗(yàn)研究15-17
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容17-18
• 第2章 微結(jié)構(gòu)表面蒸發(fā)冷卻實(shí)驗(yàn)方法18-33
• 2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皟?nèi)容18-19
• 2.2 實(shí)驗(yàn)裝置19-25
• 2.3 實(shí)驗(yàn)步驟25-27
• 2.4 液氮流量的測量27
• 2.5 數(shù)據(jù)處理方法27-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 第3章 微結(jié)構(gòu)表面蒸發(fā)傳熱特性實(shí)驗(yàn)研究33-66
• 3.1 流量對蒸發(fā)傳熱特性的影響33-44
• 3.1.1 液氮的蒸發(fā)傳熱系數(shù)變化35-38
• 3.1.2 總熱阻的變化38-40
• 3.1.3 熱流密度的變化40-44
• 3.2 微結(jié)構(gòu)形狀對蒸發(fā)傳熱特性的影響44-50
• 3.2.1 液氮的蒸發(fā)傳熱系數(shù)變化46-47
• 3.2.2 總熱阻的變化47-49
• 3.2.3 熱流密度的變化49-50
• 3.3 微結(jié)構(gòu)間距對蒸發(fā)傳熱特性的影響50-59
• 3.3.1 液氮的蒸發(fā)傳熱系數(shù)的變化53-54
• 3.3.2 總熱阻的變化54-56
• 3.3.3 熱流密度的變化56-59
• 3.4 出口距離對蒸發(fā)傳熱性能的影響59-64
• 3.4.1 液氮的蒸發(fā)傳熱系數(shù)變化60-62
• 3.4.2 總熱阻的變化62-63
• 3.4.3 熱流密度的變化63-64
• 3.5 本章小結(jié)64-66
• 第4章 微結(jié)構(gòu)表面蒸發(fā)冷卻過程的數(shù)值模擬66-81
• 4.1 建立數(shù)值傳熱模型66-68
• 4.1.1 建立幾何模型66
• 4.1.2 劃分網(wǎng)格66-67
• 4.1.3 定義材料物性67
• 4.1.4 設(shè)置區(qū)域條件和邊界條件67-68
• 4.1.5 求解設(shè)置和運(yùn)行計(jì)算68
• 4.2 數(shù)值傳熱模型與實(shí)驗(yàn)對比68-80
• 4.2.1 兩種不同邊界條件的數(shù)值模擬結(jié)果對比69-74
• 4.2.2 不同微結(jié)構(gòu)間距的冷凍載體非穩(wěn)態(tài)傳熱的數(shù)值模擬74-78
• 4.2.3 不同微結(jié)構(gòu)間距的冷凍載體均溫性對比78-80
• 4.3 本章小結(jié)80-81
• 第5章 結(jié)論與展望81-83
• 5.1 結(jié)論81-82
• 5.2 展望82-83
• 參考文獻(xiàn)83-87
• 攻讀學(xué)位期間公開發(fā)表論文87-88
• 致謝88-89
• 作者簡介89

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