本文關(guān)鍵詞：平板式環(huán)路熱管蒸發(fā)器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計與傳熱特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：當(dāng)前,大型計算機(jī)服務(wù)器、數(shù)據(jù)處理中心以及航空航天設(shè)備等領(lǐng)域新技術(shù)的不斷發(fā)展,對于高效熱管理的要求也越來越高,研究與開發(fā)出高效同時兼具成本優(yōu)勢的熱控解決方案勢在必行。環(huán)路熱管(LHP)是一種利用毛細(xì)抽力驅(qū)動工質(zhì)進(jìn)行相變循環(huán)的高效熱控裝置,但是LHP因其傳熱機(jī)制的問題,使其效能的提高受到影響。對于LHP而言,其吸液芯作為蒸發(fā)器的一部分,氣液相變界面位于吸液芯多孔介質(zhì)中的彎月面,吸液芯的主要作用是通過毛細(xì)壓頭驅(qū)動液體回流以補(bǔ)充蒸發(fā)的工質(zhì),維持系統(tǒng)的蒸發(fā)過程�；谠摻Y(jié)構(gòu),一方面無法避免“漏熱”現(xiàn)象的發(fā)生,使得流動阻力增大;另一方面流體在蒸發(fā)器內(nèi)無法維持單一的相變,極易形成氣液兩相流,使得熱管的驅(qū)動力限定在了某一范圍內(nèi)。本文提出了一種突出蒸汽相變?yōu)轵?qū)動壓頭的環(huán)路熱管循環(huán)機(jī)制。通過改變平面式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu),使蒸發(fā)器的底面與吸液芯之間留有間隙,從而構(gòu)成相變空間(蒸汽腔),蒸汽腔的出口設(shè)有壓力緩沖空間(均壓腔)。理論與技術(shù)的關(guān)鍵在于,吸液芯內(nèi)的多孔介質(zhì)不存在相變界面,僅在蒸汽腔內(nèi)因工質(zhì)相變而產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動力。因?yàn)榛亓鞯睦淠翰辉谖盒緝?nèi)相變蒸發(fā),而是通過多孔介質(zhì)的滲流,使工質(zhì)不斷滴入蒸汽腔,在蒸發(fā)器內(nèi)造成傳熱與傳質(zhì)的相對分離,形成在蒸汽腔內(nèi)維持單一相變而產(chǎn)生驅(qū)動力的低阻循環(huán)熱機(jī)制。本文以新的熱管傳熱機(jī)制為理論基礎(chǔ),建立了平板式環(huán)路熱管可視化蒸發(fā)器,對其進(jìn)行了啟動和變工況實(shí)驗(yàn),并進(jìn)行了熱阻分析。同時探討了蒸發(fā)腔的高度與熱管啟動運(yùn)行參數(shù)間的關(guān)系,通過對蒸汽腔內(nèi)沸騰前期、沸騰階段以及穩(wěn)定階段三個過程的觀察與實(shí)驗(yàn),為下一步的實(shí)驗(yàn)裝置完善和閉路循環(huán)熱管的設(shè)計,提供了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。研究結(jié)果表明:工質(zhì)在蒸汽腔內(nèi)相變可以產(chǎn)生相對較大的蒸汽驅(qū)動壓頭,蒸汽腔底部加熱面、相界面、以及吸液芯三者運(yùn)行參數(shù)能夠進(jìn)行良好的匹配耦合,將會有效提高環(huán)路熱管的傳熱效能;0.5mm的蒸汽腔高度在所設(shè)計的四種實(shí)驗(yàn)工況中性能較佳,能夠維持較低蒸發(fā)器熱阻與總熱阻的同時,能夠有效抑制干涸現(xiàn)象的產(chǎn)生,并且有利于環(huán)路熱管的小型化、緊湊化。
【關(guān)鍵詞】：環(huán)路熱管 平板蒸發(fā)器 蒸發(fā)沸騰 氣液界面 可視化
【學(xué)位授予單位】：天津商業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK172.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-20
• 1.1 引言9-10
• 1.2 平板式環(huán)路熱管的組成與工作原理10-13
• 1.3 平板式環(huán)路熱管的運(yùn)行特性分析13-17
• 1.3.1 平板式環(huán)路熱管系統(tǒng)運(yùn)行壓力降分析13-15
• 1.3.2 平板式環(huán)路熱管系統(tǒng)運(yùn)行熱力學(xué)狀態(tài)分析15-17
• 1.4 相變驅(qū)動環(huán)路熱管存在的問題與研究現(xiàn)狀17-19
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容19-20
• 第二章 汽液分離式環(huán)路熱管實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計與制作20-33
• 2.1 引言20-21
• 2.2 可視化平板蒸發(fā)器的設(shè)計與制作21-25
• 2.2.1 本文設(shè)計的可視化平板式環(huán)路熱管蒸發(fā)器擬達(dá)到的要求21-23
• 2.2.2 可視化平板式環(huán)路熱管蒸發(fā)器各部件的設(shè)計與工質(zhì)的選擇23-25
• 2.3 吸液芯25-28
• 2.3.1 吸液芯的作用和選擇25-26
• 2.3.2 吸液芯的孔隙率26-28
• 2.4 可視化平板式蒸發(fā)器的設(shè)計與制作28-30
• 2.5 溫度測量系統(tǒng)30-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 第三章 汽液分離式環(huán)路熱管蒸發(fā)器的可視化實(shí)驗(yàn)研究33-53
• 3.1 引言33-34
• 3.2 實(shí)驗(yàn)步驟34-35
• 3.3 蒸發(fā)器啟動過程的實(shí)驗(yàn)研究35-47
• 3.3.1 蒸發(fā)腔高度為 1mm時的啟動過程36-40
• 3.3.2 蒸發(fā)腔高度為 3mm時的啟動過程40-42
• 3.3.3 蒸發(fā)腔高度為 5mm時的啟動過程42-44
• 3.3.4 蒸發(fā)腔高度為 0.5mm時的啟動過程44-47
• 3.4 變工況啟動運(yùn)行過程47-52
• 3.4.1 蒸發(fā)腔高度為 1mm時的變工況啟動運(yùn)行過程47-48
• 3.4.2 蒸發(fā)腔高度為 3mm時的變工況啟動運(yùn)行過程48-50
• 3.4.3 蒸發(fā)腔高度為 5mm時的變工況啟動運(yùn)行過程50-51
• 3.4.4 蒸發(fā)腔高度為 0.5mm時的變工況啟動運(yùn)行過程51-52
• 3.5 本章小結(jié)52-53
• 第四章 環(huán)路熱管蒸發(fā)器的可視化實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論53-73
• 4.1 引言53
• 4.2 環(huán)路熱管熱阻評價方法53-54
• 4.3 環(huán)路熱管熱阻分析54-63
• 4.3.1 蒸發(fā)腔高度為 1mm時熱阻分析54-56
• 4.3.2 蒸發(fā)腔高度為 3mm時熱阻分析56-58
• 4.3.3 蒸發(fā)腔高度為 5mm時熱阻分析58-60
• 4.3.4 蒸發(fā)腔高度為 0.5mm時熱阻分析60-63
• 4.4 蒸發(fā)腔高度和熱負(fù)荷對蒸發(fā)器性能的影響63-66
• 4.4.1 蒸發(fā)腔高度和熱負(fù)荷對蒸發(fā)器熱阻及總熱阻的影響63-64
• 4.4.2 蒸發(fā)腔高度和熱負(fù)荷對熱響應(yīng)及底板溫度影響64-66
• 4.5 變工況運(yùn)行過程熱阻分析66-70
• 4.5.1 蒸汽腔高度為 1mm時變工況運(yùn)行熱阻分析66-67
• 4.5.2 蒸汽腔高度為 3mm時變工況運(yùn)行熱阻分析67
• 4.5.3 蒸汽腔高度為 5mm時變工況運(yùn)行熱阻分析67-69
• 4.5.4 蒸汽腔高度為 0.5mm時變工況運(yùn)行熱阻分析69-70
• 4.6 蒸發(fā)器啟動過程的可視化研究70-71
• 4.7 本章小結(jié)71-73
• 第五章 環(huán)路熱管蒸發(fā)器傳熱特性的數(shù)值模擬73-88
• 5.1 引言73
• 5.2 模型的選擇以及基本控制方程73-75
• 5.2.1 模型的選擇73
• 5.2.2 Mixture模型基本控制方程73-75
• 5.3 網(wǎng)格生成和邊界條件的確立75-78
• 5.3.1 網(wǎng)格的生成及獨(dú)立性檢驗(yàn)75-77
• 5.3.2 邊界條件的確立77-78
• 5.4 數(shù)值計算過程及結(jié)果分析78-86
• 5.4.1 蒸發(fā)腔高度對蒸發(fā)器底板溫度分布的影響80-82
• 5.4.2 蒸發(fā)腔高度對蒸發(fā)腔內(nèi)部中間截面溫度分布的影響82-84
• 5.4.3 蒸發(fā)腔高度對蒸發(fā)腔內(nèi)氣液兩相分布的影響84-85
• 5.4.4 模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比85-86
• 5.5 本章小結(jié)86-88
• 第六章 結(jié)論與展望88-90
• 6.1 結(jié)論88-89
• 6.2 本文主要創(chuàng)新點(diǎn)89
• 6.3 展望89-90
• 參考文獻(xiàn)90-96
• 碩士期間發(fā)表論文及參加科研情況說明96-97
• 致謝97-98

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 湯珂,孔博,陳國邦;黃銅與不銹鋼絲網(wǎng)板疊性能比較分析[J];低溫工程;2003年06期

2 曲偉,馬同澤;環(huán)路型脈動熱管的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行機(jī)制[J];工程熱物理學(xué)報;2004年02期

3 向艷超,侯增祺,張加迅;環(huán)路熱管技術(shù)(LHP)的發(fā)展現(xiàn)狀[J];工程熱物理學(xué)報;2004年04期

4 王金亮，，馬同澤，張正芳;兩相毛細(xì)泵環(huán)中蒸發(fā)傳熱過程的初步實(shí)驗(yàn)研究[J];工程熱物理學(xué)報;1996年S1期

5 李勇;湯勇;肖博武;李西兵;曾志新;;銅熱管內(nèi)壁微溝槽的高速充液旋壓加工[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年03期

6 黃大革;楊雙根;;高熱流密度電子設(shè)備散熱技術(shù)[J];流體機(jī)械;2006年09期

7 任川;吳清松;;帶環(huán)向槽環(huán)路熱管主芯中流動和傳熱的數(shù)學(xué)模型和數(shù)值模擬[J];宇航學(xué)報;2007年03期

8 李金旺;鄒勇;程林;;毛細(xì)芯蒸發(fā)器啟動和運(yùn)行特性[J];中國空間科學(xué)技術(shù);2012年02期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李金旺;環(huán)路熱管多孔結(jié)構(gòu)的毛細(xì)抽吸性能及其制備與優(yōu)化[D];山東大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 曹麗召;重力熱管流動與傳熱特性的數(shù)值模擬[D];中國石油大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：平板式環(huán)路熱管蒸發(fā)器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計與傳熱特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：314356