本文的研究工作得到了國家自然科學基金（No.51706208）的資助。微熱管陣列換熱器作為一種高貼合度的強效相變傳熱元件,已被廣泛應用于電子產品的散熱。微熱管內部的傳熱與流動現象普遍發(fā)生在自然界與各種工程領域中,覆蓋了很多層級的尺度范圍。將這種復雜的物理過程簡單化,分別進行不同尺度層級的模擬計算越來越受重視。本文采用多尺度的研究方法分別從宏觀層面和微觀層面對微熱管陣列換熱器的性能進行分析研究,得出微熱管內部換熱性能的影響因素,核心研究內容及結果如下:1.建立微熱管的CFD可視化數值模型,采用VOF模型和標準k-ε模型進行計算流體動力學模擬計算。分析得出微熱管在30%充液率工況下?lián)Q熱性能最優(yōu),既不會產生干涸現象又不至于產生池內沸騰;甲醇為工質時換熱效果最好,相比其他工質液膜在微熱管內部分布均勻,且不產生干涸現象;微熱管矩形凹槽結構相比光管結構和三角微槽結構,傳熱特性最好。2.建立三種類型的陣列結構的微熱管,通過橫向和縱向對比研究發(fā)現,熱管的整體熱阻Y1型最小,是常規(guī)熱管的0.8%;傳熱系數是常規(guī)熱管的10倍,整體的熱管換熱性能最好,從而推斷出,在同等條件下,陣列微熱管的換熱性能主要受冷凝... 

【文章來源】：鄭州大學河南省 211工程院校

【文章頁數】：76 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

研究路線圖

2 微熱管陣列換熱器數值模擬研究及性能分析微熱管結構簡單、導熱性好、穩(wěn)定性高，因為管內工質流體的流動混亂變傳熱過程特別復雜。所以對微熱管研究主要是內部工質流動狀態(tài)的形成變發(fā)生機理[69]，關于熱管內部工質分布狀態(tài)的模擬特別少[70]。本小節(jié)建立管內汽液兩相流流動的數學模型，在 VOF 模型和標準k ε模型的基礎上[71究提高微熱管的傳熱性能的方法。2.1 微熱管陣列結構和工作原理微熱管陣列結構是一個外形為薄板狀、內部布置有多根獨立運行的微的金屬板，是有高效導熱性能的導熱元件。每個微熱管陣列都包含十多個以立運行的微熱管，這種結構能夠解決普通熱管肯定存在的接觸面小和接觸大的問題，極大提高了當量蒸汽的換熱面積與整體熱管的換熱性能。

q可以用上述相似的方法求出體系中工質的所有物性參數，像動力粘度、換系數等等。實際應用中 VOF 模型也受到相應的限制：必須用壓力基求解器進模擬；VOF 模型中必須包含流體，不存在不包括啊任何相態(tài)流體的情況，即系中任何位置都是介質連續(xù)的；加入體系中只存在工質流體的一種相態(tài)，則將質看成可壓縮的理想氣體。2.3 微熱管模型的建立與網格考核2.3.1 物理模型的建立2.3.1.1 模型的建立本次數值計算分析的模型微熱管是軸對稱圖形，以實際為基礎，在進行 C數值模擬之前需要對微熱管進行合理的簡化，提取陣列微熱管中的一個單元熱管最為研究對象，簡化為二維軸對稱模型，如下圖所示。提取一個單元

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]蒸發(fā)與凝結現象的分子動力學研究及實驗[D]. 王遵敬.清華大學 2002

碩士論文
[1]面向大功率LED水冷散熱的微型換熱器設計及性能分析[D]. 侯亭波.華南理工大學 2014



本文編號：3275643