本文關鍵詞：改進型單回路脈動熱管的性能研究

  更多相關文章： 脈動熱管 改進型 數值模擬 可視化 啟動時間 熱阻

【摘要】：脈動熱管是一種新型傳熱元件,自發(fā)明以來,以其簡單緊湊的結構,高效優(yōu)良的傳熱性能,在當前對電子元件散熱要求日益提高的背景下成為高效傳熱元件研究的熱點。隨著對脈動熱管研究的不斷深入,圍繞脈動熱管所進行的改進和優(yōu)化措施也不斷被提出,從而使脈動熱管的換熱效率得到提高。本文采用數值模擬和實驗研究方法,通過建立數值模型并搭建試驗臺,確定研究目標,對單回路脈動熱管的加熱/冷卻長度比和局部結構進行改進。研究不同加熱功率(10W~40W)及不同充液率范圍(30%~60%)條件下數值模擬和實驗方法得到的脈動熱管的溫度波動和流動特征,并研究了充液率和加熱功率對其啟動時間的影響。歸納出改進脈動熱管的加熱/冷卻長度比對其啟動時間和換熱性能的影響規(guī)律。本文還在單回路脈動熱管的局部改進為波紋管結構,并對采用該結構的脈動熱管改進效果進行了研究。研究結果表明:本文所采用數值模擬方法與實驗所得的脈動熱管的流型分布及熱阻值呈現很好的一致性,證明了本文所采用數值方法的可靠性和正確性。根據脈動熱管的溫度波動特征,可以將脈動熱管的運行過程可以分為初始啟動階段以及穩(wěn)定運行階段,并通過分析得到脈動熱管的啟動時間以及運行特征。脈動熱管的啟動方式可根據加熱功率的變化分為溫度突變型和溫度漸變型。模擬結果得到,在本文的工作條件下,使脈動熱管啟動時間最短對應的充液率為50%。通過數值模擬對比不同加熱/冷卻長度比,可以發(fā)現,增大加熱段和冷卻段的比值能夠降低脈動熱管啟動時間,最大可降低16.92%;且在較高充液率條件時增大加熱段和冷卻段的比值也可以降低熱阻,最大可降低8.58%。另一方面,通過實驗的方法在脈動熱管蒸發(fā)段局部改進為波紋管結構可使脈動熱管的啟動時間顯著縮短,最大可減小28.96%,并在一定條件下可降低熱阻,最大降幅可達23.43%。綜合以上結果可以得出,本文對脈動熱管所采用的改進措施,有助于脈動熱管的性能提高。本文為脈動熱管的數值模擬和實驗研究提供了有效數據,并為脈動熱管的工程應用提供了設計依據,為脈動熱管的優(yōu)化設計提供了新思路。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK172.4

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 曹小林,周晉,晏剛;脈動熱管的結構改進及其傳熱特性的實驗研究[J];工程熱物理學報;2004年05期

2 曹小林;王偉;陳杰;;脈動熱管的研究綜述[J];能源研究與利用;2006年05期

3 徐榮吉;王瑞祥;叢偉;任挪穎;吳業(yè)正;;脈動熱管啟動過程的實驗研究[J];西安交通大學學報;2007年05期

4 林梓榮;汪雙鳳;吳小輝;;脈動熱管技術研究進展[J];化工進展;2008年10期

5 屈健;;脈動熱管技術研究及應用進展[J];化工進展;2013年01期

6 史維秀;潘利生;;脈動熱管理論及技術進展[J];流體機械;2013年07期

7 郝婷婷;馬學虎;蘭忠;李楠;;疏水表面對脈動熱管性能的影響[J];工程熱物理學報;2014年01期

8 楊蔚原,張正芳,馬同澤;回路型脈動熱管的運行與傳熱[J];上海交通大學學報;2003年09期

9 曲偉,馬同澤;環(huán)路型脈動熱管的穩(wěn)態(tài)運行機制[J];工程熱物理學報;2004年02期

10 楊洪海;KHANDEKAR Sameer;GROLL Manfred;;脈動熱管技術的研究現狀及前沿熱點[J];東華大學學報(自然科學版);2006年03期

中國重要會議論文全文數據庫 前10條

1 曹小林;周晉;晏剛;馬貞俊;;脈動熱管運行機理的可視化及傳熱特性研究[A];第六屆全國低溫與制冷工程大會會議論文集[C];2003年

2 劉利華;姜守忠;李陽春;;脈動熱管的實驗研究進展[A];制冷空調新技術進展——第三屆制冷空調新技術研討會論文集[C];2005年

3 劉利華;李陽春;姜守忠;;脈動熱管數值模型的研究[A];制冷空調新技術進展——第三屆制冷空調新技術研討會論文集[C];2005年

4 尹大燕;賈力;;脈動熱管傳熱性能的實驗研究[A];第七屆全國工業(yè)爐學術年會論文集[C];2006年

5 王學會;韓曉紅;;脈動熱管的性能研究[A];浙江制冷（2013年第01期總第102期）[C];2013年

6 劉蕾;解國珍;;脈動熱管運行狀態(tài)與振蕩溫度變化關系的實驗研究[A];中國制冷學會2009年學術年會論文集[C];2009年

7 劉利華;姜守忠;李陽春;;一種新型的電子冷卻技術——脈動熱管冷卻[A];制冷空調新技術進展——第三屆制冷空調新技術研討會論文集[C];2005年

8 徐榮吉;周晉;叢偉;任挪穎;;脈動熱管傳熱過程分析[A];第十二屆全國冷（熱）水機組與熱泵技術研討會論文集[C];2005年

9 楊洪海;KHANDEKAR Sameer;GROLL Manfred;;單回路閉式脈動熱管內流型的模擬研究[A];2007年中國機械工程學會年會論文集[C];2007年

10 韓洪達;楊洪海;尹世永;;脈動熱管在空調排風余熱回收中的應用研究[A];全國暖通空調制冷2008年學術年會資料集[C];2008年

中國博士學位論文全文數據庫 前7條

1 史維秀;改進型回路脈動熱管可視化及傳熱性能研究[D];天津大學;2012年

2 郝婷婷;表面親/疏水性能對脈動熱管傳遞性能的影響[D];大連理工大學;2014年

3 楊洪海;閉式回路脈動熱管運行性能的研究[D];東華大學;2006年

4 王宇;回路脈動熱管運行傳熱特性及管路結構改進的研究[D];天津大學;2012年

5 尹達;脈動熱管內脈動流動和傳熱的理論研究[D];大連海事大學;2014年

6 李驚濤;脈動熱管流型的電容層析成像識別及換熱特性研究[D];中國科學院研究生院（工程熱物理研究所）;2006年

7 曹濱斌;納米流體擴容型脈動熱管的傳熱研究[D];天津大學;2010年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 馬赫;改進型單回路脈動熱管的性能研究[D];天津大學;2016年

2 張麗蓉;脈動熱管能量回收裝置的特性研究[D];北京建筑工程學院;2012年

3 韓魏;脈動熱管傳熱性能研究[D];天津商業(yè)大學;2015年

4 何永泰;脈動熱管單向運行性能研究[D];華南理工大學;2015年

5 陳小潭;磁流體脈動熱管流動與傳熱特性的理論研究[D];南京理工大學;2015年

6 常超;脈動熱管傳熱極限實驗研究及建模分析[D];大連海事大學;2015年

7 張浩;自濕潤流體對脈動熱管傳熱性能影響的實驗研究[D];大連海事大學;2015年

8 李楠;通道結構對脈動熱管傳熱性能的影響研究[D];大連理工大學;2015年

9 張明;多元流體脈動熱管傳熱性能實驗研究[D];天津商業(yè)大學;2016年

10 趙佳騰;相變儲能材料/脈動熱管耦合傳熱性能研究[D];中國礦業(yè)大學;2016年

，

本文編號：1230315