微柱復(fù)合多孔介質(zhì)沸騰換熱特性實(shí)驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-06 11:06
沸騰傳熱具有占據(jù)空間小,換熱性能好的優(yōu)點(diǎn),是一種高效散熱方式,廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。換熱表面形貌和結(jié)構(gòu)對(duì)沸騰換熱性能有至關(guān)重要的影響,本論文考察了微柱復(fù)合多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)表面對(duì)池沸騰換熱性能的影響,進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)和分析,為強(qiáng)化沸騰換熱提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。本文首先根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)、搭建了可視化池沸騰實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。分析裝置的原理和測(cè)試方法,介紹了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集過(guò)程,數(shù)據(jù)的處理方法及誤差分析。然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)預(yù)想設(shè)計(jì)并制備了光滑表面、均勻泡沫銅表面和微柱復(fù)合多孔介質(zhì)表面。制備微柱復(fù)合多孔介質(zhì)表面主要包括焊材的選擇,泡沫銅的焊接和微柱表面的加工。并以去離子水為實(shí)驗(yàn)工質(zhì),實(shí)驗(yàn)測(cè)試了光滑表面、均勻泡沫銅表面和微柱復(fù)合多孔介質(zhì)表面的池沸騰換熱性能;結(jié)合表面結(jié)構(gòu)特點(diǎn),深入分析不同結(jié)構(gòu)表面換熱特性,氣泡動(dòng)態(tài)變化和強(qiáng)化沸騰機(jī)理。本文的主要內(nèi)容及研究成果總結(jié)如下:(1)分析微柱復(fù)合多孔結(jié)構(gòu)表面沸騰換熱特性,并與均勻泡沫銅表面、光滑表面進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn):在相同的壁面過(guò)熱度下,基本上微柱復(fù)合多孔介質(zhì)表面的熱流密度、表面換熱系數(shù)均高于均勻泡沫銅表面、光滑表面;在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi),微柱復(fù)合多孔結(jié)構(gòu)表面的最大熱流密度為3.31×10
【文章來(lái)源】:鄭州大學(xué)河南省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
沸騰換熱曲線
圖 1.2 交叉排列微柱狀 圖 1.3(a) 人造孔穴示意圖圖 1.3 (b)微翅、微柱、傾斜微槽道結(jié)構(gòu)示意圖Yu C.K 和 Lu D.C[16]實(shí)驗(yàn)研究柱狀翅片的幾何參數(shù)高度和柱間距對(duì)沸騰換熱性能的影響。采用線切割加工技術(shù),在邊長(zhǎng)為 10mm 的無(wú)氧銅方柱表面加工出柱間距分別為 0.5mm,1mm,2mm,高度分別為 0.5mm,1mm,2mm 和 4mm的柱狀翅片陣列結(jié)構(gòu)。減小柱間距,增大柱高,增加相鄰柱間氣液流動(dòng)阻力。當(dāng)快達(dá)到 CHF 時(shí),在柱間易形成蘑菇狀氣泡,并形成干涸。但是實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果
圖 1.2 交叉排列微柱狀 圖 1.3(a) 人造孔穴示意圖圖 1.3 (b)微翅、微柱、傾斜微槽道結(jié)構(gòu)示意圖Yu C.K 和 Lu D.C[16]實(shí)驗(yàn)研究柱狀翅片的幾何參數(shù)高度和柱間距對(duì)沸騰換熱性能的影響。采用線切割加工技術(shù),在邊長(zhǎng)為 10mm 的無(wú)氧銅方柱表面加工出柱間距分別為 0.5mm,1mm,2mm,高度分別為 0.5mm,1mm,2mm 和 4mm的柱狀翅片陣列結(jié)構(gòu)。減小柱間距,增大柱高,增加相鄰柱間氣液流動(dòng)阻力。當(dāng)快達(dá)到 CHF 時(shí),在柱間易形成蘑菇狀氣泡,并形成干涸。但是實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]微槽群結(jié)構(gòu)對(duì)微納復(fù)合表面汽泡周期的影響[J]. 戴新龍,葉伏秋,胡學(xué)功,周文斌,欒義軍,于櫻迎,唐瑾晨. 吉首大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(04)
[2]銅基雙尺度多孔表面厚度對(duì)沸騰傳熱的影響[J]. 汪亞橋,莫冬傳,呂樹(shù)申. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2016(07)
[3]交錯(cuò)排列柱狀微結(jié)構(gòu)表面池沸騰換熱實(shí)驗(yàn)研究[J]. 劉泳辰,魏進(jìn)家,孔新,張永海. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(07)
[4]柱狀微結(jié)構(gòu)表面強(qiáng)化沸騰換熱研究綜述[J]. 魏進(jìn)家,張永海. 化工學(xué)報(bào). 2016(01)
[5]開(kāi)孔金屬泡沫池內(nèi)沸騰換熱特性研究[J]. 毛玉博,陳威,王記. 低溫與超導(dǎo). 2015(06)
[6]多孔微槽道復(fù)合結(jié)構(gòu)的強(qiáng)化沸騰傳熱性能[J]. 周述璋,王焰新,侯亭波,潘敏強(qiáng),湯勇. 華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(07)
[7]燒結(jié)多孔管的制作及其沸騰傳熱研究[J]. 周述璋,侯亭波,潘敏強(qiáng),韓堯,陳妍. 裝備環(huán)境工程. 2014(03)
[8]低孔密度泡沫金屬的材質(zhì)和厚度對(duì)池沸騰傳熱性能的影響[J]. 徐治國(guó),趙長(zhǎng)穎. 熱科學(xué)與技術(shù). 2013(04)
[9]燒結(jié)多尺度表面與光表面池沸騰換熱特性比較[J]. 趙紫薇,薛強(qiáng),紀(jì)獻(xiàn)兵,徐進(jìn)良. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2013(04)
[10]水在開(kāi)孔泡沫銅中的池沸騰傳熱特性[J]. 程云,李菊香,莫光東. 化工學(xué)報(bào). 2013(04)
博士論文
[1]泡沫金屬?gòu)?qiáng)化沸騰傳熱過(guò)程的研究[D]. 施娟.東南大學(xué) 2015
[2]微尺度核態(tài)池沸騰傳熱傳質(zhì)特性及機(jī)理研究[D]. 畢景良.清華大學(xué) 2014
[3]多孔結(jié)構(gòu)的燒結(jié)成型機(jī)理及沸騰傳熱性能[D]. 周述璋.華南理工大學(xué) 2014
[4]用于電子冷卻的平板熱管均熱器及其傳熱特性研究[D]. 王晨.北京工業(yè)大學(xué) 2013
碩士論文
[1]高熱流密度芯片用熱管散熱器的實(shí)驗(yàn)研究及復(fù)合微結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 郝俊嬌.北京化工大學(xué) 2015
[2]微納米結(jié)構(gòu)表面沸騰換熱的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 李蘭蘭.中國(guó)科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所) 2013
[3]多孔復(fù)合結(jié)構(gòu)強(qiáng)化沸騰實(shí)驗(yàn)研究[D]. 孔銳.華南理工大學(xué) 2013
[4]銅納米線陣列表面強(qiáng)化池沸騰換熱的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 陳凱.南京理工大學(xué) 2013
[5]核態(tài)池沸騰中近壁面汽泡動(dòng)力學(xué)特性對(duì)傳熱的影響[D]. 張璐.清華大學(xué) 2008
[6]泡沫金屬的基本力學(xué)性質(zhì)及本構(gòu)關(guān)系[D]. 甘秋蘭.湘潭大學(xué) 2004
本文編號(hào):3214258
【文章來(lái)源】:鄭州大學(xué)河南省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
沸騰換熱曲線
圖 1.2 交叉排列微柱狀 圖 1.3(a) 人造孔穴示意圖圖 1.3 (b)微翅、微柱、傾斜微槽道結(jié)構(gòu)示意圖Yu C.K 和 Lu D.C[16]實(shí)驗(yàn)研究柱狀翅片的幾何參數(shù)高度和柱間距對(duì)沸騰換熱性能的影響。采用線切割加工技術(shù),在邊長(zhǎng)為 10mm 的無(wú)氧銅方柱表面加工出柱間距分別為 0.5mm,1mm,2mm,高度分別為 0.5mm,1mm,2mm 和 4mm的柱狀翅片陣列結(jié)構(gòu)。減小柱間距,增大柱高,增加相鄰柱間氣液流動(dòng)阻力。當(dāng)快達(dá)到 CHF 時(shí),在柱間易形成蘑菇狀氣泡,并形成干涸。但是實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果
圖 1.2 交叉排列微柱狀 圖 1.3(a) 人造孔穴示意圖圖 1.3 (b)微翅、微柱、傾斜微槽道結(jié)構(gòu)示意圖Yu C.K 和 Lu D.C[16]實(shí)驗(yàn)研究柱狀翅片的幾何參數(shù)高度和柱間距對(duì)沸騰換熱性能的影響。采用線切割加工技術(shù),在邊長(zhǎng)為 10mm 的無(wú)氧銅方柱表面加工出柱間距分別為 0.5mm,1mm,2mm,高度分別為 0.5mm,1mm,2mm 和 4mm的柱狀翅片陣列結(jié)構(gòu)。減小柱間距,增大柱高,增加相鄰柱間氣液流動(dòng)阻力。當(dāng)快達(dá)到 CHF 時(shí),在柱間易形成蘑菇狀氣泡,并形成干涸。但是實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]微槽群結(jié)構(gòu)對(duì)微納復(fù)合表面汽泡周期的影響[J]. 戴新龍,葉伏秋,胡學(xué)功,周文斌,欒義軍,于櫻迎,唐瑾晨. 吉首大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(04)
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[3]交錯(cuò)排列柱狀微結(jié)構(gòu)表面池沸騰換熱實(shí)驗(yàn)研究[J]. 劉泳辰,魏進(jìn)家,孔新,張永海. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(07)
[4]柱狀微結(jié)構(gòu)表面強(qiáng)化沸騰換熱研究綜述[J]. 魏進(jìn)家,張永海. 化工學(xué)報(bào). 2016(01)
[5]開(kāi)孔金屬泡沫池內(nèi)沸騰換熱特性研究[J]. 毛玉博,陳威,王記. 低溫與超導(dǎo). 2015(06)
[6]多孔微槽道復(fù)合結(jié)構(gòu)的強(qiáng)化沸騰傳熱性能[J]. 周述璋,王焰新,侯亭波,潘敏強(qiáng),湯勇. 華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(07)
[7]燒結(jié)多孔管的制作及其沸騰傳熱研究[J]. 周述璋,侯亭波,潘敏強(qiáng),韓堯,陳妍. 裝備環(huán)境工程. 2014(03)
[8]低孔密度泡沫金屬的材質(zhì)和厚度對(duì)池沸騰傳熱性能的影響[J]. 徐治國(guó),趙長(zhǎng)穎. 熱科學(xué)與技術(shù). 2013(04)
[9]燒結(jié)多尺度表面與光表面池沸騰換熱特性比較[J]. 趙紫薇,薛強(qiáng),紀(jì)獻(xiàn)兵,徐進(jìn)良. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2013(04)
[10]水在開(kāi)孔泡沫銅中的池沸騰傳熱特性[J]. 程云,李菊香,莫光東. 化工學(xué)報(bào). 2013(04)
博士論文
[1]泡沫金屬?gòu)?qiáng)化沸騰傳熱過(guò)程的研究[D]. 施娟.東南大學(xué) 2015
[2]微尺度核態(tài)池沸騰傳熱傳質(zhì)特性及機(jī)理研究[D]. 畢景良.清華大學(xué) 2014
[3]多孔結(jié)構(gòu)的燒結(jié)成型機(jī)理及沸騰傳熱性能[D]. 周述璋.華南理工大學(xué) 2014
[4]用于電子冷卻的平板熱管均熱器及其傳熱特性研究[D]. 王晨.北京工業(yè)大學(xué) 2013
碩士論文
[1]高熱流密度芯片用熱管散熱器的實(shí)驗(yàn)研究及復(fù)合微結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 郝俊嬌.北京化工大學(xué) 2015
[2]微納米結(jié)構(gòu)表面沸騰換熱的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 李蘭蘭.中國(guó)科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所) 2013
[3]多孔復(fù)合結(jié)構(gòu)強(qiáng)化沸騰實(shí)驗(yàn)研究[D]. 孔銳.華南理工大學(xué) 2013
[4]銅納米線陣列表面強(qiáng)化池沸騰換熱的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 陳凱.南京理工大學(xué) 2013
[5]核態(tài)池沸騰中近壁面汽泡動(dòng)力學(xué)特性對(duì)傳熱的影響[D]. 張璐.清華大學(xué) 2008
[6]泡沫金屬的基本力學(xué)性質(zhì)及本構(gòu)關(guān)系[D]. 甘秋蘭.湘潭大學(xué) 2004
本文編號(hào):3214258
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