動力型熱管是一種高效傳熱設備。對動力型熱管系統(tǒng)進行實驗研究存在著所涉及參數(shù)相互耦合性強、較難準確測量、并且增加了成本等困難。本文通過從部件到系統(tǒng)的建模方法建立了動力型熱管穩(wěn)態(tài)仿真模型;用仿真的方法分析了動力型熱管性能影響因素對熱管換熱量的影響;并通過實驗驗證了仿真結果的準確性。本文建立了翅片管換熱器分布參數(shù)模型,在該模型中考慮了換熱器進口空氣狀態(tài)非均勻分布的因素;提出了簡單高效的換熱器管路布置描述方法-流程數(shù)組法;采用了多支路情況下流量自分配方法�；贛ATLAB平臺編寫了換熱器仿真模擬程序,模擬分析了工質(zhì)在換熱器內(nèi)的沿程狀態(tài)變化過程。本文將實驗結果與應用不同關聯(lián)式的仿真模型所得到的仿真結果進行對比,選出使仿真結果精度高的制冷劑兩相流換熱和壓降關聯(lián)式。結果顯示,蒸發(fā)器仿真模型中采用Gungor和Muller-Steinhagen關聯(lián)式所得出的仿真結果與實驗數(shù)據(jù)吻合較好,換熱量誤差在±3%內(nèi)而壓降誤差在±5%內(nèi)。在冷凝器仿真模型中采用修正Shah和Souza關聯(lián)式所得出的結果與實驗數(shù)據(jù)吻合較好,換熱量和壓降誤差均在±15%內(nèi)。通過仿真方法還研究了風速對換熱量以及空氣側進出口溫差的影響,并通過實驗數(shù)據(jù)進行了驗證。結果表明,換熱器仿真模型能夠較準確地反映風速對換熱量和空氣側進出口溫差的影響。本文還通過四種不同管路布置的冷凝器實驗數(shù)據(jù)驗證了流程數(shù)組法的準確性。本文應用最小二乘法對流量揚程Q_h-H_h曲線進行擬合。對比不同擬合函數(shù)所得到的擬合結果,選擇最佳的擬合函數(shù),擬合所得到的關聯(lián)式構成了磁力泵“黑箱”模型。該模型與實驗數(shù)據(jù)進行比較,結果顯示仿真結果與實驗數(shù)據(jù)相符,該模型能夠用于動力型熱管系統(tǒng)模型的建立。本文基于MATLAB平臺編寫建立了動力型熱管系統(tǒng)的仿真模型。通過仿真分析,模擬研究了熱管系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)循環(huán)過程。仿真分析了動力型熱管換熱過程的各影響因素,并利用動力型熱管的性能測試實驗數(shù)據(jù)對熱管系統(tǒng)的仿真結果進行了驗證分析。
【學位單位】：青島大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TK172.4
【文章目錄】：
摘要
Abstract
符號說明
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 熱管技術在工程中的應用
        1.2.2 制冷系統(tǒng)仿真的研究
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第二章 翅片管換熱器仿真模型
    2.1 換熱器仿真模型的建立
    2.2 翅片管換熱器管路布置的描述方法
    2.3 換熱器仿真模型的求解
    2.4 模擬換熱器內(nèi)制冷劑狀態(tài)變化
    2.5 本章小結
第三章 換熱器仿真模型的實驗驗證
    3.1 蒸發(fā)器仿真模型的實驗驗證
        3.1.1 驗證蒸發(fā)器仿真模型的實驗裝置
        3.1.2 實驗方法和數(shù)據(jù)處理
        3.1.3 蒸發(fā)器實驗結果與仿真結果對比
    3.2 冷凝器仿真模型的實驗驗證與結果
    3.3 本章小結
第四章 磁力泵模型
    4.1 磁力泵性能曲線擬合
    4.2 擬合結果
    4.3 本章小結
第五章 系統(tǒng)仿真模型及實驗驗證
    5.1 動力型熱管系統(tǒng)模型建立
    5.2 動力型熱管系統(tǒng)模型求解方法
    5.3 動力型熱管模型的實驗驗證
        5.3.1 模擬動力型熱管系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)循環(huán)過程
        5.3.2 動力型熱管換熱量隨溫差變化
        5.3.3 動力型熱管換熱量隨系統(tǒng)充注量變化
        5.3.4 動力型熱管換熱量隨制冷劑質(zhì)量流量變化
    5.4 基于仿真模型的正交試驗設計方法
    5.5 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
攻讀學位期間的研究成果
附錄
致謝

【參考文獻】

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本文編號：2843730