毛細(xì)通道內(nèi)的流動與蒸發(fā)因為在宏觀尺度下被忽略的毛細(xì)力作用影響而表現(xiàn)出與宏觀流動與蒸發(fā)不同的特征。這種獨特的現(xiàn)象在當(dāng)今化工、制冷、MEMS(Micro-electromechanical Systems)和空間技術(shù)等許多方面具有日漸廣泛的應(yīng)用,因此開展此研究具有重要意義。本文以毛細(xì)通道為研究對象,實驗研究液體工質(zhì)在毛細(xì)玻璃圓管和多孔介質(zhì)中的流動與蒸發(fā)特性,采用高速攝像結(jié)合顯微鏡觀察的方法精確觀察工質(zhì)流動、蒸發(fā)現(xiàn)象,總結(jié)歸納工作機(jī)理,并將實驗研究結(jié)論應(yīng)用于環(huán)路熱管蒸發(fā)器設(shè)計和傳熱特性分析。本文主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:1.綜述了毛細(xì)流動、毛細(xì)蒸發(fā)和環(huán)路熱管蒸發(fā)器及其傳熱特性的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,分析了本領(lǐng)域理論與實驗研究等方面存在的不足;2.搭建可視化實驗平臺,對5-500μm毛細(xì)玻璃圓管和平均當(dāng)量直徑25 μm左右的多孔介質(zhì)內(nèi)的流動與蒸發(fā)現(xiàn)象進(jìn)行觀測;3.對毛細(xì)管內(nèi)的毛細(xì)流動進(jìn)行實驗研究,分析了 L-W模型理論值與實驗值之間的誤差,探究了動態(tài)接觸角對L-W模型計算誤差的影響,給出了需要對接觸角進(jìn)行修正的時間范圍,并分析得到了管徑對該修正時間范圍的影響特性。對多孔介質(zhì)內(nèi)的毛細(xì)流動進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)理論值與實驗值的偏差主要來源是粘性流動阻力增加。4.實驗觀測了 100-500μm毛細(xì)管內(nèi)的自然蒸發(fā)與受迫蒸發(fā)現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)毛細(xì)管內(nèi)的受迫蒸發(fā)是以工質(zhì)噴射的形式進(jìn)行的,分析得出噴射過程在管口形成的液塞會對蒸發(fā)效率產(chǎn)生重要影響,進(jìn)而研究了熱負(fù)荷、加熱點位置及管徑對液塞和蒸發(fā)特性的影響。5.結(jié)合毛細(xì)蒸發(fā)機(jī)理,對環(huán)路熱管(loop heat pipe,LHP)蒸發(fā)器內(nèi)的溫度波動現(xiàn)象、小功率啟動特性及蒸發(fā)器槽道幾何參數(shù)設(shè)計準(zhǔn)則予以新的解釋,對環(huán)路熱管毛細(xì)芯設(shè)計提出建議并予以部分實驗驗證。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TK124
【部分圖文】：

第二章毛細(xì)流動實驗逡逑第二章毛細(xì)流動實驗逡逑細(xì)蒸發(fā)具有顯著的影響，因為毛細(xì)流動的速率直熱端的能力，從而使相變蒸發(fā)表現(xiàn)出不同的特征。圓管內(nèi)和多孔介質(zhì)內(nèi)的毛細(xì)流動實驗，并結(jié)合經(jīng)典分析，重點討論了動態(tài)接觸角的作用。逡逑

圖２－邋２管徑５－５０微米毛細(xì)管內(nèi)流動距離－時間關(guān)系圖逡逑（ａ）５｜ｉｍ；邋（ｂ）ｌＯ＾ｍ；邋（ｃ）２５＾ｍ；邋（ｄ）５０｜ｉ?

所有實驗重復(fù)３次進(jìn)行驗證。逡逑２．１．２實驗結(jié)果逡逑毛細(xì)管內(nèi)抽吸實驗結(jié)果如圖２－３所示。由圖可以看出，管徑越大的毛細(xì)管，逡逑抽吸同種工質(zhì)時速率越大。根據(jù)上一章理論介紹，如果忽略前兩個流動階段，毛逡逑細(xì)圓管內(nèi)純粘性力階段的流動可以用Ｌ－Ｗ方程描述。Ｌ－Ｗ方程表明毛細(xì)流動通逡逑道當(dāng)量直徑越大，工質(zhì)流動速率越快。這一結(jié)論與實驗結(jié)果是相一致的。逡逑２４００－逡逑２２００－逡逑２０００邋－逡逑■邋■邋■邋■逡逑１８００邋－邋＂邋＂邋＃邋■邋■邋■逡逑§邋0邋；／邋／邋■■■■■逡逑￥邋１４００－邐＿邋■邐／邐■■逡逑ｔｅｉ－邐■邋■邐■邐■邋■逡逑圈邋１２0０：邋■■邋■■邐■■逡逑標(biāo)邋１０００邋－邋■■邋■邐■ａ邐邐逡逑４＾邐■邋■邋■邐■邐■邋Ｄ５逡逑８００邋：邋■■邋■邐．＂邐■邋Ｄ１０逡逑６００邋－．＿邐■邐■邐Ｄ２５逡逑４００－邋■邐－邐－邋＊邋－邋Ｄ５Ｑ逡逑■Ｉ邋■逡逑２００－■逡逑－■逡逑０邋Ｉ邐１邐Ｉ邐１邐Ｉ邐１邐Ｉ邐１邐Ｉ邐１邐Ｉ邐１逡逑０．００邐０．０５邐０．邋１０邐０．邋１５邐０．邋２０邐０．２５邐０．３０逡逑時間／ｓ逡逑圖２－邋３管徑５－５０微米毛細(xì)管內(nèi)流動距離－時間關(guān)系圖逡逑應(yīng)用相似的方法（本觀察不使用顯微鏡），課題組之前所做內(nèi)徑分別為１００ｐｍ，逡逑２００ｊｉｍ

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

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本文編號：2823271