發(fā)布時(shí)間：2017-07-13 21:13

  本文關(guān)鍵詞：多元流體脈動(dòng)熱管傳熱性能實(shí)驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 脈動(dòng)熱管 傳熱性能 自濕潤納米流體 熱物性

【摘要】：當(dāng)前電子設(shè)備的發(fā)展趨勢是高度集成化和小型化,這就造成有限空間內(nèi)的熱量急劇增加,不利于相關(guān)部件的穩(wěn)定運(yùn)行。因此,有效散熱是影響電子設(shè)備工作性能和使用壽命的關(guān)鍵問題。由于結(jié)構(gòu)簡單、效率高、穩(wěn)定性強(qiáng),脈動(dòng)熱管被認(rèn)為是解決高熱流密度散熱問題的有效途徑之一。隨著電子設(shè)備內(nèi)部的熱流密度越來越大,強(qiáng)化脈動(dòng)熱管的傳熱性能是現(xiàn)在和將來都需要重點(diǎn)研究的問題。脈動(dòng)熱管一般采用毛細(xì)管彎制而成,屬于微通道類型的傳熱裝置,工質(zhì)熱物性會(huì)對(duì)其傳熱性能產(chǎn)生重要影響,很多學(xué)者從工質(zhì)的角度出發(fā),在強(qiáng)化脈動(dòng)熱管的傳熱性能方面開展了廣泛研究。在納米流體和自濕潤流體強(qiáng)化脈動(dòng)熱管傳熱性能的研究基礎(chǔ)之上,本文提出了一種由二者混合而成的多元流體—自濕潤納米流體。采用氧化石墨烯分散液作為納米流體,正丁醇水溶液作為自濕潤流體。將該種多元流體注入脈動(dòng)熱管中,對(duì)其傳熱性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果表明,與去離子水、納米流體、自濕潤流體相比,由于高導(dǎo)熱率和表面張力的逆Marangoni效應(yīng)的綜合影響,自濕潤納米流體能夠在整個(gè)加熱功率范圍內(nèi)強(qiáng)化脈動(dòng)熱管的傳熱性能。通過比較分析不同工質(zhì)相對(duì)于去離子水的強(qiáng)化作用率發(fā)現(xiàn),納米流體只在一定功率范圍內(nèi)有強(qiáng)化作用,最大值在11%左右;對(duì)于自濕潤流體,強(qiáng)化作用率最大值只有6%左右,而且是在小功率的情況下;自濕潤納米流體的強(qiáng)化作用率最高達(dá)15%,具有良好的熱運(yùn)輸能力,是一種具有應(yīng)用前景的工質(zhì)。本文研究了自濕潤納米流體中納米粒子和正丁醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)傳熱性能的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)于多元流體存在一個(gè)最佳組分濃度,脈動(dòng)熱管在該濃度下傳熱效率最高,此時(shí)多元流體相對(duì)于正丁醇水溶液的最大強(qiáng)化作用率為16%,相對(duì)于氧化石墨烯分散液的強(qiáng)化作用率為12%。通過對(duì)該種多元流體熱物性的分析,可以確定使脈動(dòng)熱管具有最佳傳熱性能的組分濃度,原則就是在保證流體具有較高導(dǎo)熱率的同時(shí),其在高溫條件下的表面張力梯度較大。
【關(guān)鍵詞】：脈動(dòng)熱管 傳熱性能 自濕潤納米流體 熱物性
【學(xué)位授予單位】：天津商業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK124
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 前言9-22
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 脈動(dòng)熱管概述10-12
• 1.2.1 脈動(dòng)熱管的結(jié)構(gòu)形式10-11
• 1.2.2 脈動(dòng)熱管的工作原理及特點(diǎn)11-12
• 1.3 脈動(dòng)熱管研究現(xiàn)狀12-20
• 1.3.1 理論研究13-15
• 1.3.2 實(shí)驗(yàn)研究15-20
• 1.4 本文研究思路及主要內(nèi)容20-22
• 第二章 脈動(dòng)熱管實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)22-37
• 2.1 脈動(dòng)熱管的制作22-25
• 2.1.1 幾何參數(shù)的選擇22-24
• 2.1.2 制作過程24-25
• 2.2 工質(zhì)制備及熱物性測量25-29
• 2.2.1 工質(zhì)的選擇25-26
• 2.2.2 工質(zhì)的配制26-27
• 2.2.3 工質(zhì)熱物性的測量27-29
• 2.3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及設(shè)備29-34
• 2.3.1 脈動(dòng)熱管主體30
• 2.3.2 加熱系統(tǒng)30-31
• 2.3.3 冷卻系統(tǒng)31-32
• 2.3.4 溫度采集系統(tǒng)32-33
• 2.3.5 抽真空和充液裝置33-34
• 2.4 實(shí)驗(yàn)步驟34-35
• 2.5 數(shù)據(jù)處理及不確定度分析35-36
• 2.6 本章小結(jié)36-37
• 第三章 多元流體脈動(dòng)熱管傳熱性能分析37-49
• 3.1 工質(zhì)的熱物性分析37-39
• 3.1.1 導(dǎo)熱率37-38
• 3.1.2 表面張力38-39
• 3.2 脈動(dòng)熱管蒸發(fā)段的溫度變化39-40
• 3.3 脈動(dòng)熱管冷熱段溫差和熱阻40-45
• 3.3.1 正丁醇水溶液與去離子水的溫差與熱阻比較40-41
• 3.3.2 氧化石墨烯分散液與去離子水的溫差與熱阻比較41-43
• 3.3.3 多元流體與去離子水的溫差與熱阻比較43-45
• 3.4 多元流體對(duì)脈動(dòng)熱管傳熱性能的強(qiáng)化作用45-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第四章 多元流體組分濃度對(duì)脈動(dòng)熱管傳熱性能的影響49-59
• 4.1 工質(zhì)的熱物性分析49-52
• 4.1.1 導(dǎo)熱率49-50
• 4.1.2 表面張力50-52
• 4.2 不同濃度氧化石墨烯的溫差和熱阻比較52-54
• 4.3 不同濃度正丁醇的溫差和熱阻比較54-56
• 4.4 強(qiáng)化作用率56-57
• 4.5 本章小結(jié)57-59
• 第五章 結(jié)論與展望59-61
• 5.1 結(jié)論59-60
• 5.2 展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-66
• 發(fā)表論文及參加科研情況說明66-67
• 致謝67-68

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1 曹小林;王偉;陳杰;;脈動(dòng)熱管的研究綜述[J];能源研究與利用;2006年05期

2 徐榮吉;王瑞祥;叢偉;任挪穎;吳業(yè)正;;脈動(dòng)熱管啟動(dòng)過程的實(shí)驗(yàn)研究[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);2007年05期

3 林梓榮;汪雙鳳;吳小輝;;脈動(dòng)熱管技術(shù)研究進(jìn)展[J];化工進(jìn)展;2008年10期

4 屈健;;脈動(dòng)熱管技術(shù)研究及應(yīng)用進(jìn)展[J];化工進(jìn)展;2013年01期

5 史維秀;潘利生;;脈動(dòng)熱管理論及技術(shù)進(jìn)展[J];流體機(jī)械;2013年07期

6 郝婷婷;馬學(xué)虎;蘭忠;李楠;;疏水表面對(duì)脈動(dòng)熱管性能的影響[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2014年01期

7 楊蔚原,張正芳,馬同澤;回路型脈動(dòng)熱管的運(yùn)行與傳熱[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2003年09期

8 曲偉,馬同澤;環(huán)路型脈動(dòng)熱管的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行機(jī)制[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2004年02期

9 楊洪海;KHANDEKAR Sameer;GROLL Manfred;;脈動(dòng)熱管技術(shù)的研究現(xiàn)狀及前沿?zé)狳c(diǎn)[J];東華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年03期

10 尹大燕;賈力;;脈動(dòng)熱管傳熱性能的實(shí)驗(yàn)研究[J];工業(yè)加熱;2006年06期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 曹小林;周晉;晏剛;馬貞俊;;脈動(dòng)熱管運(yùn)行機(jī)理的可視化及傳熱特性研究[A];第六屆全國低溫與制冷工程大會(huì)會(huì)議論文集[C];2003年

2 劉利華;姜守忠;李陽春;;脈動(dòng)熱管的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展[A];制冷空調(diào)新技術(shù)進(jìn)展——第三屆制冷空調(diào)新技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2005年

3 劉利華;李陽春;姜守忠;;脈動(dòng)熱管數(shù)值模型的研究[A];制冷空調(diào)新技術(shù)進(jìn)展——第三屆制冷空調(diào)新技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2005年

4 尹大燕;賈力;;脈動(dòng)熱管傳熱性能的實(shí)驗(yàn)研究[A];第七屆全國工業(yè)爐學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

5 王學(xué)會(huì);韓曉紅;;脈動(dòng)熱管的性能研究[A];浙江制冷（2013年第01期總第102期）[C];2013年

6 劉蕾;解國珍;;脈動(dòng)熱管運(yùn)行狀態(tài)與振蕩溫度變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)研究[A];中國制冷學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

7 劉利華;姜守忠;李陽春;;一種新型的電子冷卻技術(shù)——脈動(dòng)熱管冷卻[A];制冷空調(diào)新技術(shù)進(jìn)展——第三屆制冷空調(diào)新技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2005年

8 徐榮吉;周晉;叢偉;任挪穎;;脈動(dòng)熱管傳熱過程分析[A];第十二屆全國冷（熱）水機(jī)組與熱泵技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2005年

9 楊洪海;KHANDEKAR Sameer;GROLL Manfred;;單回路閉式脈動(dòng)熱管內(nèi)流型的模擬研究[A];2007年中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2007年

10 韓洪達(dá);楊洪海;尹世永;;脈動(dòng)熱管在空調(diào)排風(fēng)余熱回收中的應(yīng)用研究[A];全國暖通空調(diào)制冷2008年學(xué)術(shù)年會(huì)資料集[C];2008年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 史維秀;改進(jìn)型回路脈動(dòng)熱管可視化及傳熱性能研究[D];天津大學(xué);2012年

2 郝婷婷;表面親/疏水性能對(duì)脈動(dòng)熱管傳遞性能的影響[D];大連理工大學(xué);2014年

3 楊洪海;閉式回路脈動(dòng)熱管運(yùn)行性能的研究[D];東華大學(xué);2006年

4 王宇;回路脈動(dòng)熱管運(yùn)行傳熱特性及管路結(jié)構(gòu)改進(jìn)的研究[D];天津大學(xué);2012年

5 尹達(dá);脈動(dòng)熱管內(nèi)脈動(dòng)流動(dòng)和傳熱的理論研究[D];大連海事大學(xué);2014年

6 李驚濤;脈動(dòng)熱管流型的電容層析成像識(shí)別及換熱特性研究[D];中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2006年

7 曹濱斌;納米流體擴(kuò)容型脈動(dòng)熱管的傳熱研究[D];天津大學(xué);2010年

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1 張麗蓉;脈動(dòng)熱管能量回收裝置的特性研究[D];北京建筑工程學(xué)院;2012年

2 韓魏;脈動(dòng)熱管傳熱性能研究[D];天津商業(yè)大學(xué);2015年

3 何永泰;脈動(dòng)熱管單向運(yùn)行性能研究[D];華南理工大學(xué);2015年

4 陳小潭;磁流體脈動(dòng)熱管流動(dòng)與傳熱特性的理論研究[D];南京理工大學(xué);2015年

5 常超;脈動(dòng)熱管傳熱極限實(shí)驗(yàn)研究及建模分析[D];大連海事大學(xué);2015年

6 張浩;自濕潤流體對(duì)脈動(dòng)熱管傳熱性能影響的實(shí)驗(yàn)研究[D];大連海事大學(xué);2015年

7 李楠;通道結(jié)構(gòu)對(duì)脈動(dòng)熱管傳熱性能的影響研究[D];大連理工大學(xué);2015年

8 曹魏佳;脈動(dòng)熱管換熱器傳熱性能及工程應(yīng)用技術(shù)研究[D];長春工程學(xué)院;2015年

9 凌翔;納米顆粒對(duì)脈動(dòng)熱管傳熱性能影響的實(shí)驗(yàn)研究[D];大連海事大學(xué);2016年

10 鄭飛宇;高功率LED高效散熱裝置實(shí)驗(yàn)研究[D];大連海事大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：538407