本文關(guān)鍵詞：液氫溫區(qū)脈動(dòng)熱管在不同充液率條件下的試驗(yàn)研究

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【摘要】：近幾十年來(lái),低溫制冷機(jī)的迅速發(fā)展使得低溫制冷機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合逐漸拓寬,如使用低溫制冷機(jī)冷卻超導(dǎo)磁體、冷凍細(xì)胞、冷卻低溫工質(zhì)儲(chǔ)罐等。然而,低溫制冷機(jī)在應(yīng)用中,經(jīng)常會(huì)受到被冷卻對(duì)象的體積及溫度分布、冷量傳輸距離、振動(dòng)等因素的限制,因此找到一種高效的冷量傳輸方式與低溫制冷機(jī)相匹配將進(jìn)一步延伸其應(yīng)用領(lǐng)域。1990年脈動(dòng)熱管被發(fā)明以來(lái),因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單靈活、傳熱高效和響應(yīng)迅速等特點(diǎn),一直備受?chē)?guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注,但研究主要在室溫溫區(qū)。近年來(lái),許多學(xué)者試圖將脈動(dòng)熱管應(yīng)用到低溫領(lǐng)域,特別是2001年超導(dǎo)磁體材料MgB2的出現(xiàn),使得液氫溫區(qū)脈動(dòng)熱管的研究與應(yīng)用具有了重要意義。為此,本文開(kāi)展了以下研究工作：首先對(duì)脈動(dòng)熱管的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié),指出了低溫溫區(qū)脈動(dòng)熱管與室溫溫區(qū)脈動(dòng)熱管的異同之處,分析出低溫脈動(dòng)熱管研究的難點(diǎn),提出了液氫溫區(qū)脈動(dòng)熱管研究的內(nèi)容和方向。簡(jiǎn)述了脈動(dòng)熱管理論基礎(chǔ)。其次對(duì)已有的液氫溫區(qū)脈動(dòng)熱管試驗(yàn)裝置進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)了其制冷機(jī)二級(jí)冷頭與脈動(dòng)熱管冷凝段之間連接部件、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),使得試驗(yàn)裝置能夠獲得更大加熱功率時(shí)脈動(dòng)熱管的傳熱性能。最后開(kāi)展了液氫溫區(qū)脈動(dòng)熱管的試驗(yàn)研究,得到了不同充液率時(shí)脈動(dòng)熱管隨加熱功率增加時(shí)的傳熱特性。在本文的試驗(yàn)條件下,初始充液率為51.0%時(shí),隨著加熱功率的增大,液氫溫區(qū)脈動(dòng)熱管管內(nèi)工質(zhì)依次經(jīng)歷啟動(dòng)、脈動(dòng)、過(guò)渡、環(huán)流、極限階段。脈動(dòng)熱管在啟動(dòng)階段和過(guò)渡階段傳熱溫差的波動(dòng)很大,傳熱性能不穩(wěn)定。然而在脈動(dòng)階段,脈動(dòng)熱管的傳熱溫差很小且穩(wěn)定。初始充液率為35.0%,脈動(dòng)熱管在加熱功率為5.0 W時(shí)具有最高的有效導(dǎo)熱系數(shù)為18.7kW/m·K,此時(shí)蒸發(fā)段與冷凝段溫差為1.0 K,驗(yàn)證了該液氫溫區(qū)脈動(dòng)熱管的高效傳熱特性。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TK172.4

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本文編號(hào)：1149213