隨著電力電子、新能源汽車電池和高功率LED等工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展,熱源正逐漸向著空間小型化和高熱流密度化方向轉(zhuǎn)變,然而傳統(tǒng)散熱裝置的傳熱性能在狹小空間內(nèi)散熱有限,故對于新型高散熱性能熱管的研究日臻重要。本文結(jié)合環(huán)路熱管易于啟動和脈動熱管厚度較薄的優(yōu)點(diǎn),設(shè)計出三種異形微通道環(huán)路熱管樣品。三種熱管均以微通道結(jié)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)環(huán)路熱管的毛細(xì)吸液芯作為蒸發(fā)器,分別為樹狀仿生微通道環(huán)路熱管、平行微通道環(huán)路熱管和自相似分形微通道環(huán)路熱管。本文采取實(shí)驗研究為主、數(shù)值模擬研究為輔的方法對三種熱管進(jìn)行傳熱性能分析,即在不同充液率和不同傾斜角度下,探究熱管的運(yùn)行特性、啟動特性和熱阻特性。首先,對于運(yùn)行特性,樹狀仿生微通道環(huán)路熱管和平行微通道環(huán)路熱管均存在波動式穩(wěn)定、保持式穩(wěn)定、平臺式非穩(wěn)定和上升式非穩(wěn)定四種現(xiàn)象,而自相似分形微通道環(huán)路熱管只存在保持式穩(wěn)定和上升式非穩(wěn)定兩種現(xiàn)象。其次,對于啟動特性,三種熱管的啟動溫度均隨充液率的增加而增大,不同點(diǎn)在于樹狀仿生微通道環(huán)路熱管在不同充液率下啟動溫度隨傾斜角的變化整體上呈“W”型趨勢,傾斜角在60°位置啟動溫度最低,而另外兩種熱管在90°位置最利于啟動。最后,對于熱阻特性,樹狀仿生微通道熱管中波動式穩(wěn)定現(xiàn)象的最佳熱阻條件為充液率30%、傾斜角度60°,保持式穩(wěn)定現(xiàn)象的最佳熱阻條件為充液率45%、傾斜角度60°;平行微通道環(huán)路熱管中波動式穩(wěn)定現(xiàn)象的最佳熱阻條件為充液率30%、傾斜角度90°,保持式穩(wěn)定現(xiàn)象的最佳熱阻條件為充液率60%、傾斜角度90°;自相似分形微通道環(huán)路熱管中最佳熱阻出現(xiàn)在充液率為45%、60%或75%時90°傾斜角條件下,運(yùn)行特性為保持式穩(wěn)定現(xiàn)象。綜合實(shí)驗和數(shù)值模擬的結(jié)果對比三種熱管,樹狀仿生微通道環(huán)路熱管的熱性能最佳,其次為平行微通道環(huán)路熱管,自相似分形微通道環(huán)路熱管的熱性能最低。但是,由于蒸汽“返流”造成湍流波動的影響,樹狀仿生微通道環(huán)路熱管在穩(wěn)定現(xiàn)象中蒸發(fā)器的平均溫度波動幅度也最大。
【學(xué)位單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TK172.4
【部分圖文】：

體積較大的塔式散熱器目前包括空冷和冷板在內(nèi)的傳統(tǒng)冷卻裝置對于高熱流密度的電子元件散熱

圖 1.2 傳統(tǒng)回路熱管結(jié)構(gòu)示意圖所示，傳統(tǒng)環(huán)路熱管由蒸發(fā)器、儲液器、冷凝器、蒸汽和蒸發(fā)器和儲液器內(nèi)置燒結(jié)而成的毛細(xì)吸液芯，其余部分均器為整個熱管的核心，內(nèi)置的毛細(xì)吸液芯用于產(chǎn)生毛細(xì)力器起到將流入其中的過熱蒸汽冷凝為液體的作用；儲液器

圖 1.3 圓柱形和平板型環(huán)路熱管實(shí)物圖在工質(zhì)與充液率方面，Ku[5]等人設(shè)計出一種使用氨作為工質(zhì)的環(huán)路熱管了與充液率相關(guān)的蒸汽產(chǎn)生率是控制熱管啟動的重要因素。Lee[6]等人利的方法研究了充液率和熱通量的關(guān)系，熱管工質(zhì)為去離子水，獲得的高性[7]
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本文編號：2888908