【摘要】：新型的電子元件散熱解決辦法中,脈動(dòng)熱管和板式環(huán)路熱管極有潛力,但是也都存在各自的缺點(diǎn)。板式環(huán)路熱管抗重力性能好、熱管適用范圍廣,但是毛細(xì)芯較厚不利于狹小空間內(nèi)布置;脈動(dòng)熱管因?yàn)閮上嗔鲃?dòng)交替演變和較低的流動(dòng)阻力使得傳熱極限較高,但是熱負(fù)荷和充液率的匹配難度大,使之存在啟動(dòng)困難的問題。本文的研究中,結(jié)合脈動(dòng)熱管和板式環(huán)路熱管的優(yōu)點(diǎn),以仿生微通道作為蒸發(fā)器,在冷卻管路進(jìn)行氣液分離設(shè)計(jì)。得到一種超薄的新型閉環(huán)熱管(Bionic Loop Heat Pipe,BLHP)。并開展了實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬,研究了30%~70%充液率下BLHP的運(yùn)行特性和啟動(dòng)特性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:BLHP運(yùn)行方向?yàn)槟鏁r(shí)針單向循環(huán);BLHP啟動(dòng)條件與功率無關(guān),而是存在溫度閾值,最低啟動(dòng)溫度為36.5℃;充液率70%時(shí)熱阻最低(低至0.12K·W~(-1)),啟動(dòng)時(shí)間最短為43s;可視化觀測(cè)到,塞狀流存在于低功率運(yùn)行時(shí)的蒸汽管,功率區(qū)間為2~5W;環(huán)狀流為過渡階段流型,為5~10W加熱功率時(shí)某個(gè)時(shí)期出現(xiàn);10W以上加熱功率蒸汽管內(nèi)流型為噴射流;數(shù)值模擬結(jié)果表明:氣液分離腔能增大兩側(cè)管道的密度差,在氣液分離腔的兩相分離作用下,熱管成為了熱虹吸管,具有單向循環(huán)特性;過熱蒸汽從管道進(jìn)入氣液分離腔時(shí),在上升和融合過程對(duì)氣液分離腔壁面冷凝液膜產(chǎn)生沖擊,可以減薄凝結(jié)液膜厚度,促進(jìn)滴狀凝結(jié)的產(chǎn)生;“蒸汽返流”現(xiàn)象是由于冷凝界面的位置上下波動(dòng)引起的壓力變化所致,并非傳熱極限。
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TK172.4
【圖文】：

圖 1.1 脈動(dòng)熱管系統(tǒng)示意圖管的啟動(dòng)和換熱特性進(jìn)行深入研究對(duì)于熱管的優(yōu)化具有，脈動(dòng)熱管內(nèi)部?jī)上嗔餍脱莼^程與其傳熱性能息息相內(nèi)工質(zhì)的兩相運(yùn)動(dòng)特征也成為認(rèn)識(shí)其振蕩傳熱機(jī)理的重流型，國(guó)內(nèi)外學(xué)者選用透明石英管型和表面透明槽道型，Tong 等[6]報(bào)道了甲醇為工質(zhì)、內(nèi)徑 1.8 mm 的玻璃脈果：在熱管加熱段段觀察到核態(tài)沸騰以及汽塞斷裂、氣現(xiàn)象。隨著加熱功率的增大工質(zhì)逐漸由高頻小幅度振蕩到不穩(wěn)定循環(huán)，最終變成穩(wěn)定地定向循環(huán)運(yùn)動(dòng)。隨后，定向循環(huán)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，一系列的研究也指出脈動(dòng)熱管循蕩流動(dòng)更強(qiáng)。后續(xù)的學(xué)者開始對(duì)脈動(dòng)熱管的定向循環(huán)流pson, H.B. Ma 等[7]一些學(xué)者發(fā)現(xiàn)不等徑的設(shè)計(jì)可以促有偶 Liu 等[8]采用雙直徑分別為 2mm 和 1.6mm 的熱管

圖 1.2 板式環(huán)路熱管示意圖組成，各組成部件之間通過焊接方式連接，板式環(huán)路熱管細(xì)吸液芯。板式環(huán)路熱管的蒸發(fā)器為包含吸液芯的封閉板蒸發(fā)器吸收熱量使工質(zhì)汽化，并在毛細(xì)孔的氣液界面產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)蒸汽通過蒸汽管線流入冷凝器，蒸汽在冷凝器中凝結(jié)下流回蒸發(fā)器[13]，它因?yàn)榫哂型卣剐院?換熱效率高等優(yōu)常采用板式蒸發(fā)器以貼合平面熱源，其啟動(dòng)溫度較低，主者重力輔助回液，但能提供足夠毛細(xì)力卻不影響液體在吸度的吸液芯往往較厚[14, 15]，無法在狹小空間內(nèi)布置。小空間平板熱源散熱問題。Hong 等[16]設(shè)計(jì)了一種新型的行微通道做蒸發(fā)器，并分別設(shè)計(jì)了矩形、平行四邊形、梯對(duì)比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明平行四邊形的蒸發(fā)器啟動(dòng)最快，，因?yàn)槠叫兴倪呅握舭l(fā)器出入口匯集處和分支管路分配的向循環(huán)并減少振蕩。

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本文編號(hào)：2737704