近年來(lái),低溫脈動(dòng)熱管做為一種高效的兩相冷卻傳熱元件越來(lái)越受到研究者的重視,尤其是在低溫超導(dǎo)磁體冷卻方面具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳熱能力強(qiáng)的巨大優(yōu)勢(shì),但是由于其內(nèi)部流動(dòng)復(fù)雜并涉及氣液兩相流和相變傳質(zhì)傳熱,這就需要對(duì)其做大量的研究。眾所周知,低溫實(shí)驗(yàn)成本高而且實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng),數(shù)值模擬就成為了一種必不可少的研究手段。本文基于CFD軟件fluent對(duì)氦基低溫脈動(dòng)熱管進(jìn)行數(shù)值模擬,主要研究了其數(shù)值模型的建立、管內(nèi)不同階段的流動(dòng)特征以及溫度壓力變化規(guī)律和傳熱能力。首先從二維單回路低溫脈動(dòng)熱管入手,以氦為工質(zhì),采用VOF多相流模型、CSF表面張力模型和傳熱傳質(zhì)Lee模型建立了二維單回路低溫脈動(dòng)熱管的數(shù)值模型,并對(duì)該模型進(jìn)行了數(shù)值求解。通過(guò)計(jì)算得出在輸入功率為0.1W、充液率為60%的條件下,熱管內(nèi)工質(zhì)形成順時(shí)針逆時(shí)針交替循環(huán)往復(fù)流動(dòng),在每次循環(huán)流動(dòng)后會(huì)出現(xiàn)間歇性的停頓。熱管啟動(dòng)并完成第一次循環(huán)流動(dòng)后,其運(yùn)行逐漸趨于穩(wěn)定,管內(nèi)形成了穩(wěn)定的氣塞液柱流。接著建立了二維多回路低溫脈動(dòng)熱管的數(shù)值模型,以研究它與二維單回路低溫脈動(dòng)熱管之間運(yùn)行的相同點(diǎn)和不同點(diǎn),從而更加了解氦基低溫脈動(dòng)熱管的運(yùn)行特點(diǎn)。模擬結(jié)果顯示在輸入功率為0...

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
        1.2.1 國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)外理論及數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述
    1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容及研究方案
第2章 脈動(dòng)熱管數(shù)值計(jì)算理論基礎(chǔ)
    2.1 多相流模型
        2.1.1 VOF模型
        2.1.2 控制方程
    2.2 表面張力
        2.2.1 CSF模型
        2.2.2 接觸角
    2.3 傳熱傳質(zhì)模型
    2.4 本章小結(jié)
第3章 二維低溫脈動(dòng)熱管的數(shù)值模擬研究
    3.1 二維單回路低溫脈動(dòng)熱管數(shù)值模擬
        3.1.1 幾何模型的建立
        3.1.2 網(wǎng)格劃分
        3.1.3 飽和溫度和物性參數(shù)
        3.1.4 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證
        3.1.5 模擬結(jié)果及分析
    3.2 二維多回路低溫脈動(dòng)熱管數(shù)值模擬
        3.2.1 幾何模型的建立與網(wǎng)格劃分
        3.2.2 模擬結(jié)果及分析
    3.3 本章小結(jié)
第4章 三維低溫脈動(dòng)熱管的數(shù)值模擬研究
    4.1 幾何模型的建立及網(wǎng)格劃分
    4.2 初始條件和邊界條件
    4.3 求解條件與求解方法
    4.4 模擬結(jié)果及分析
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號(hào)：3992125