自濕潤流體流動(dòng)傳熱機(jī)理及高效振蕩熱管特性研究
發(fā)布時(shí)間:2022-09-21 18:38
隨著微電子領(lǐng)域的高速發(fā)展,電子元件的熱管理已成為一個(gè)亟需解決的重要問題。熱管技術(shù)因其高效換熱能力成為解決電子散熱問題的有效途徑。通過探求不同工質(zhì)對(duì)熱管熱輸送性能的影響,找出性能優(yōu)越的工質(zhì)是最為直接有效的辦法之一。而自濕潤流體作為一種新型工質(zhì),因具有自發(fā)潤濕高溫?zé)蓞^(qū)域的特性,能有效延緩燒干現(xiàn)象,起到強(qiáng)化相變傳熱的效果而引起廣泛關(guān)注。目前對(duì)自濕潤流體流動(dòng)沸騰傳熱機(jī)理的研究還屬于起步階段,大部分的研究屬于對(duì)自濕潤流體強(qiáng)化傳熱現(xiàn)象的研究分析,然而考慮到影響自濕潤流體傳熱機(jī)理因素的復(fù)雜性,有必要對(duì)自濕潤流體的流動(dòng)與傳熱機(jī)理進(jìn)行深入研究。對(duì)此本論文將從自濕潤流體的制備入手,選定長碳鏈的醇水溶液作為研究對(duì)象。通過熱物性研究發(fā)現(xiàn),醇水自濕潤流體的表面張力與溫度的關(guān)系表現(xiàn)出其獨(dú)特的相關(guān)性。受到表面張力梯度的影響,引起Marangoni對(duì)流效應(yīng),使自濕潤流體在加熱過程中能夠自發(fā)地潤濕高溫端,起到強(qiáng)化傳熱,提高燒干極限的作用。隨著溶液中庚醇組分的濃度增加,溶液的靜態(tài)接觸角逐漸變小,表明溶液的潤濕性越好。通過楊氏方程對(duì)其動(dòng)態(tài)接觸角進(jìn)行分析可知,自濕潤流體作為工質(zhì)時(shí),在微銅管中所受的毛細(xì)阻力只有純水的22%-...
【文章頁數(shù)】:112 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
主要符號(hào)表
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀
1.2.1 自濕潤流體制備
1.2.2 自濕潤流體沸騰特性
1.2.3 自濕潤流體傳熱機(jī)理
1.2.4 自濕潤流體熱管
1.3 本課題的研究內(nèi)容與意義
1.3.1 主要研究內(nèi)容
1.3.2 研究方法和技術(shù)路線
1.3.3 本課題研究的目的和意義
第二章 自濕潤流體的制備及熱物性分析
2.1 前言
2.2 自濕潤流體制備
2.3 熱物性測試
2.3.1 自濕潤流體表面張力分析
2.3.2 自濕潤流體導(dǎo)熱系數(shù)分析
2.3.3 自濕潤流體接觸角分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 自濕潤流體的沸騰實(shí)驗(yàn)研究
3.1 前言
3.2 實(shí)驗(yàn)
3.3 自濕潤流體池沸騰的臨界熱流密度值
3.3.1 不同濃度的影響
3.3.2 不同過冷度的影響
3.4 自濕潤流體池沸騰的沸騰特性
3.4.1 氣泡合并現(xiàn)象
3.4.2 氣泡尺寸
3.4.3 微氣泡沸騰
3.5 本章小結(jié)
第四章 自濕潤流體熱管的熱輸送性能實(shí)驗(yàn)研究
4.1 前言
4.2 自濕潤流體傳統(tǒng)熱管
4.2.1 實(shí)驗(yàn)
4.2.2 溫度曲線分布
4.2.3 溫差與熱阻分析
4.3 自濕潤流體振蕩流熱管
4.3.1 實(shí)驗(yàn)
4.3.2 振蕩流熱管的工況判定
4.3.3 不同管內(nèi)徑的影響
4.3.4 不同熱輸送長度的影響
4.3.5 熱輸送性能對(duì)比
4.4 本章小結(jié)
第五章 自濕潤流體強(qiáng)化傳熱的理論分析
5.1 前言
5.2 氣泡脫離直徑的預(yù)測模型
5.3 池沸騰臨界熱流密度的預(yù)測模型
5.4 流動(dòng)不穩(wěn)定性分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 主要結(jié)論
6.2 課題創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 課題展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件
【參考文獻(xiàn)】:
博士論文
[1]半導(dǎo)體激光器組件的傳熱特性與熱電控制技術(shù)研究[D]. 楊明偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
[2]高密度電子封裝可靠性研究[D]. 彩霞.中國科學(xué)院研究生院(上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所) 2002
碩士論文
[1]新型納米界面散熱材料的可靠性研究[D]. 張磊.上海大學(xué) 2012
本文編號(hào):3680461
【文章頁數(shù)】:112 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
主要符號(hào)表
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀
1.2.1 自濕潤流體制備
1.2.2 自濕潤流體沸騰特性
1.2.3 自濕潤流體傳熱機(jī)理
1.2.4 自濕潤流體熱管
1.3 本課題的研究內(nèi)容與意義
1.3.1 主要研究內(nèi)容
1.3.2 研究方法和技術(shù)路線
1.3.3 本課題研究的目的和意義
第二章 自濕潤流體的制備及熱物性分析
2.1 前言
2.2 自濕潤流體制備
2.3 熱物性測試
2.3.1 自濕潤流體表面張力分析
2.3.2 自濕潤流體導(dǎo)熱系數(shù)分析
2.3.3 自濕潤流體接觸角分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 自濕潤流體的沸騰實(shí)驗(yàn)研究
3.1 前言
3.2 實(shí)驗(yàn)
3.3 自濕潤流體池沸騰的臨界熱流密度值
3.3.1 不同濃度的影響
3.3.2 不同過冷度的影響
3.4 自濕潤流體池沸騰的沸騰特性
3.4.1 氣泡合并現(xiàn)象
3.4.2 氣泡尺寸
3.4.3 微氣泡沸騰
3.5 本章小結(jié)
第四章 自濕潤流體熱管的熱輸送性能實(shí)驗(yàn)研究
4.1 前言
4.2 自濕潤流體傳統(tǒng)熱管
4.2.1 實(shí)驗(yàn)
4.2.2 溫度曲線分布
4.2.3 溫差與熱阻分析
4.3 自濕潤流體振蕩流熱管
4.3.1 實(shí)驗(yàn)
4.3.2 振蕩流熱管的工況判定
4.3.3 不同管內(nèi)徑的影響
4.3.4 不同熱輸送長度的影響
4.3.5 熱輸送性能對(duì)比
4.4 本章小結(jié)
第五章 自濕潤流體強(qiáng)化傳熱的理論分析
5.1 前言
5.2 氣泡脫離直徑的預(yù)測模型
5.3 池沸騰臨界熱流密度的預(yù)測模型
5.4 流動(dòng)不穩(wěn)定性分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 主要結(jié)論
6.2 課題創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 課題展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件
【參考文獻(xiàn)】:
博士論文
[1]半導(dǎo)體激光器組件的傳熱特性與熱電控制技術(shù)研究[D]. 楊明偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
[2]高密度電子封裝可靠性研究[D]. 彩霞.中國科學(xué)院研究生院(上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所) 2002
碩士論文
[1]新型納米界面散熱材料的可靠性研究[D]. 張磊.上海大學(xué) 2012
本文編號(hào):3680461
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