本文關(guān)鍵詞：通道結(jié)構(gòu)對脈動熱管傳熱性能的影響研究

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【摘要】：脈動熱管是一種新型高性能傳熱設(shè)備,無傳統(tǒng)熱管的毛細(xì)芯結(jié)構(gòu),由包含蒸發(fā)和冷凝的毛細(xì)管或多個U形槽道組成。因其結(jié)構(gòu)簡單、易于加工制造、傳熱量高等特點(diǎn),有著廣泛的用途,在大功率LED散熱方面有著很好的應(yīng)用前景。脈動熱管的通道直徑較小,工作介質(zhì)在通道內(nèi)部形成間隔的汽彈和液彈,蒸發(fā)段和冷凝段的溫度梯度引起的壓差是液彈脈動的驅(qū)動力。由于脈動熱管集顯熱傳熱傳遞和潛熱傳遞于一體,管內(nèi)復(fù)雜的汽液兩相流致使目前其機(jī)理依然不是十分清晰。為此,許多學(xué)者針對影響脈動熱管性能的影響因素展開了廣泛研究。脈動熱管中液彈的運(yùn)動行為對其傳熱性能有著至關(guān)重要的影響作用,通過改善液彈的脈動狀況可以有效提高脈動熱管的工作效果。因此,本文基于改變脈動熱管的通道結(jié)構(gòu)來研究其影響作用。本文在均一矩形通道結(jié)構(gòu)熱管研究的基礎(chǔ)之上,設(shè)計加工了另外四種不同結(jié)構(gòu)的脈動熱管。在通道中引入了半圓形截面結(jié)構(gòu)和不同水力直徑的漸擴(kuò)漸縮通道結(jié)構(gòu),完成了不同充液率條件下的可視化實驗和傳熱實驗。同時,設(shè)計了小型多通道雙面矩形熱管設(shè)備,研究了固定充液率條件下,傾斜角度對熱管傳熱性能和啟動性能的影響。通過以上研究,為提高脈動熱管傳熱性能和不同安裝環(huán)境下的適用性提供實驗支持,并探索熱管在大功率LED散熱方向的應(yīng)用可行性。實驗研究表明,矩形截面結(jié)構(gòu)的脈動熱管由于具有尖角結(jié)構(gòu),能夠促進(jìn)液彈的脈動并改善蒸發(fā)段的液體回流情況,因此具有更好的傳熱性能。漸擴(kuò)漸縮通道中液體運(yùn)動時受到兩側(cè)不同壁面的影響作用而出現(xiàn)非對稱型汽液相界面,并促進(jìn)了液體內(nèi)部的摻混作用,同時蒸發(fā)段凹槽內(nèi)液體的殘留會減小干壁面積,促進(jìn)液體蒸發(fā)。相比于1#均一通道熱管,3#漸擴(kuò)漸縮熱管在充液率為30%、50%和70%時傳熱性能分別提高了4%～32%、4%～25%和6%～18%。然而,水力直徑較小的4#熱管,液彈的受到較大的阻力作用,導(dǎo)致其傳熱性能變差。針對雙面矩形通道熱管的研究發(fā)現(xiàn),傾斜角度越大,重力在液彈運(yùn)動方向上的分力越大,熱管傳熱性能越好。加熱功率越大,熱管啟動時間越短,穩(wěn)定運(yùn)動時的工作溫度越高。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK172.4

【參考文獻(xiàn)】

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1 楊洪海;韓洪達(dá);GROLL Manfred;;傾斜角及充液率對脈動熱管運(yùn)行性能的影響[J];動力工程;2009年02期

2 張景玲;;熱管式一次回風(fēng)集中空調(diào)系統(tǒng)及其節(jié)能分析[J];建筑熱能通風(fēng)空調(diào);2009年05期

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本文編號：1245289