本文關(guān)鍵詞：重力熱管流動與傳熱特性的數(shù)值模擬，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 重力熱管具有傳熱性能優(yōu)良、傳熱極限較高、環(huán)境適應(yīng)性好、工作可靠等優(yōu)點。近年來在節(jié)能、新能源的開發(fā)及利用等方面獲得了日益廣泛的應(yīng)用。重力熱管內(nèi)部流動為汽液兩相流動,涉及到兩相流動沸騰和冷凝等多種流動和傳熱機理,是一個復(fù)雜的流動和傳熱系統(tǒng)。迄今為止,人們對這種傳熱裝置的認識還不夠完善。 建立數(shù)學(xué)模型是研究熱管傳熱性能和內(nèi)部工質(zhì)的流動過程的一種重要的方法。它可以為熱管的各種運行工況提供較為可靠的預(yù)測,為熱管的設(shè)計和應(yīng)用提供依據(jù)。本文首先簡單回顧了熱管的發(fā)展歷史及應(yīng)用情況,介紹了重力熱管內(nèi)部流動和傳熱性能的研究現(xiàn)狀。然后在前人關(guān)于重力熱管實驗和理論研究的基礎(chǔ)上,分析熱管內(nèi)部的流動和傳熱過程,并運用合理的假設(shè)條件,在二維柱坐標系下建立了描述重力熱管內(nèi)部流動和傳熱過程的數(shù)學(xué)模型。對于所建立的二維數(shù)學(xué)模型,采用求解壓力耦合方程組的半隱式方法(SIMPLE算法)編寫C語言計算機程序進行求解。針對一定工況下穩(wěn)態(tài)運行的重力熱管內(nèi)的流動和傳熱特性進行數(shù)值模擬計算,得出了該工況下熱管內(nèi)部的溫度場、壓力場的分布情況,熱管內(nèi)部液膜和蒸汽的流動規(guī)律,并與前人的實驗結(jié)果進行了比較,證明了數(shù)學(xué)模型及求解過程的正確性。在此基礎(chǔ)上改變重力熱管工作溫度、蒸發(fā)段熱流密度、冷凝段和絕熱段長度比以及熱管長度直徑比等參數(shù),分別計算分析以上參數(shù)變化對重力熱管流動和傳熱性能的影響,為優(yōu)化重力熱管設(shè)計參數(shù)和提高重力熱管的換熱性能提供了理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：重力熱管 流動性能 傳熱性能 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TK124
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 課題研究的背景和意義10-11
• 1.2 熱管概述11-15
• 1.2.1 熱管的發(fā)展歷史11-12
• 1.2.2 熱管組成與工作原理12-13
• 1.2.3 熱管的基本特性及分類13-15
• 1.3 國內(nèi)外關(guān)于重力熱管的研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3.1 重力熱管的傳熱機理15-17
• 1.3.2 重力熱管的傳熱特性17-18
• 1.3.3 重力熱管傳熱的數(shù)值模擬18-19
• 1.3.4 存在的問題19
• 1.4 本課題的研究內(nèi)容19-21
• 第2章 重力熱管的基本理論21-35
• 2.1 重力熱管的工作原理21-22
• 2.2 重力熱管內(nèi)部工質(zhì)的流動過程22-25
• 2.3 重力熱管內(nèi)部的傳熱分析25-30
• 2.3.1 對冷凝段的傳熱分析25-27
• 2.3.2 對蒸發(fā)段液膜的傳熱分析27-28
• 2.3.3 對蒸發(fā)段液池的傳熱分析28-30
• 2.4 液膜厚度和液池高度的確定30-35
• 2.4.1 液膜厚度的確定30-32
• 2.4.2 液池高度的確定32-34
• 2.4.3 液膜厚度和液池高度的計算過程34-35
• 第3章 重力熱管數(shù)學(xué)模型的建立35-44
• 3.1 物理模型及假設(shè)條件35
• 3.2 流動與傳熱問題的控制方程35-36
• 3.3 計算區(qū)域的劃分36-38
• 3.4 物理模型的數(shù)學(xué)描述38-42
• 3.4.1 蒸汽區(qū)38-40
• 3.4.2 液膜區(qū)40-41
• 3.4.3 固體壁區(qū)41-42
• 3.5 柱坐標下控制方程的通用形式42-44
• 第4章 模型采用的算法及求解過程44-61
• 4.1 數(shù)學(xué)模型求解的關(guān)鍵問題及其解決辦法44-45
• 4.2 交錯網(wǎng)格45-47
• 4.2.1 使用交錯網(wǎng)格的必要性45-46
• 4.2.2 交錯網(wǎng)格的特點46-47
• 4.3 交錯網(wǎng)格上二維對流—擴散方程的離散47-54
• 4.3.1 一般變量的離散47-51
• 4.3.2 交叉網(wǎng)格上動量方程的離散51
• 4.3.3 離散方程組的求解——TDMA算法51-54
• 4.4 SIMPLE算法及其實施過程54-61
• 4.4.1 SIMPLE算法的基本思想54-55
• 4.4.2 壓力與速度的修正方程55-57
• 4.4.3 SIMPLE算法的計算步驟57-58
• 4.4.4 速度與壓力的亞松弛58
• 4.4.5 流場迭代求解收斂判據(jù)58-59
• 4.4.6 求解思路與實施過程59-61
• 第5章 求解結(jié)果及分析61-82
• 5.1 求解重力熱管的基本參數(shù)61-62
• 5.2 數(shù)值求解結(jié)果62-70
• 5.2.1 重力熱管內(nèi)部液池高度和液膜厚度分布62-64
• 5.2.2 重力熱管汽液界面的數(shù)值模擬結(jié)果64-65
• 5.2.3 重力熱管內(nèi)流場的數(shù)值模擬結(jié)果65-69
• 5.2.4 重力熱管管壁的數(shù)值模擬結(jié)果69-70
• 5.3 參數(shù)變化對熱管內(nèi)流動與傳熱性能的影響70-82
• 5.3.1 熱管內(nèi)流動與傳熱性能的評價指標70-72
• 5.3.2 壓力和溫度分布隨參數(shù)的變化規(guī)律72-78
• 5.3.3 速度分布隨加熱功率的變化78-79
• 5.3.4 速度分布隨熱管工作溫度的變化79-82
• 結(jié)論82-84
• 參考文獻84-88
• 致謝88

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 遲軍;于航;李繼領(lǐng);胡艷;;分離式熱管應(yīng)用于數(shù)據(jù)機房的可行性分析[J];建筑節(jié)能;2010年09期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 王光蘭;基于物理模型的云模擬[D];武漢理工大學(xué);2011年

2 張培鵬;煤礦回風(fēng)余熱回收利用的技術(shù)研究[D];山東科技大學(xué);2011年

3 董媛媛;重力式熱管吸附床結(jié)構(gòu)及傳熱特性研究[D];華中科技大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：重力熱管流動與傳熱特性的數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：390204