本文關(guān)鍵詞：導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)毛細(xì)芯及環(huán)路熱管的影響研究

  更多相關(guān)文章： 環(huán)路熱管 毛細(xì)芯 差異導(dǎo)熱系數(shù) 模擬分析 熱泄漏

【摘要】：環(huán)路熱管(Loop Heat Pipe, LHP)作為一種高效兩相傳熱元件,因其具有傳熱效率高、布置靈活、自適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),已被廣泛應(yīng)用于航天設(shè)備熱控系統(tǒng)并成為最有前途的熱控技術(shù)之一。近年來(lái),LHP在地面熱控如電子元器件散熱等領(lǐng)域也得到了有效驗(yàn)證并取得較廣泛的應(yīng)用。圍繞LHP性能提升的研究成為目前該領(lǐng)域的主要研究熱點(diǎn)。本文主要開(kāi)展毛細(xì)芯導(dǎo)熱系數(shù)的影響研究,對(duì)LHP毛細(xì)芯由局部到整體構(gòu)建數(shù)值模型,分析導(dǎo)熱系數(shù)及其分布對(duì)毛細(xì)芯及LHP的影響規(guī)律。自主研制兩套不銹鋼-液氨LHP,并圍繞差異導(dǎo)熱系數(shù)毛細(xì)芯對(duì)LHP的強(qiáng)化機(jī)理進(jìn)行了表征和驗(yàn)證。本文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論包括：1、構(gòu)建了蒸發(fā)器簡(jiǎn)易數(shù)值模型,分析了具有不同導(dǎo)熱系數(shù)毛細(xì)芯的傳熱特性。模擬發(fā)現(xiàn)：?jiǎn)我粚?dǎo)熱系數(shù)毛細(xì)芯難以同時(shí)降低蒸發(fā)器壁面熱漏及芯體背向熱漏。變導(dǎo)熱系數(shù)毛細(xì)芯優(yōu)化了蒸發(fā)器的溫度場(chǎng)及熱流場(chǎng),使得蒸發(fā)器側(cè)壁熱漏明顯減少,平均溫度降低,即初步驗(yàn)證了變導(dǎo)熱系數(shù)毛細(xì)芯在傳熱性能上的優(yōu)勢(shì)。2、構(gòu)建了LHP系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,對(duì)具有定導(dǎo)熱系數(shù)毛細(xì)芯的LHP和具有差異導(dǎo)熱系數(shù)毛細(xì)芯的LHP的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行進(jìn)行模擬分析。結(jié)果表明：接觸熱阻的存在使得蒸發(fā)器殼體與毛細(xì)芯間存在溫差。穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí),存在最佳導(dǎo)熱系數(shù)分布范圍使得總熱漏量最低。毛細(xì)芯越厚其熱阻越大,較厚的毛細(xì)芯一定程度上抑制了其背向熱漏。具有差異導(dǎo)熱系數(shù)毛細(xì)芯的LHP的穩(wěn)定運(yùn)行溫度、系統(tǒng)熱阻均低于具有定導(dǎo)熱系數(shù)毛細(xì)芯的LHP,差異導(dǎo)熱系數(shù)有效減少了芯體及壁面熱漏,使更多的熱量被用于工質(zhì)的蒸發(fā)。當(dāng)前差異導(dǎo)熱系數(shù)毛細(xì)芯的配置優(yōu)化了蒸發(fā)器內(nèi)部的溫度及熱流分布。3、自主設(shè)計(jì)研制了兩套LHP,搭建綜合測(cè)試平臺(tái),對(duì)具有定導(dǎo)熱系數(shù)純鎳基毛細(xì)芯的LHP和具有差異導(dǎo)熱系數(shù)鎳銅基復(fù)合毛細(xì)芯的LHP進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：小功率下蒸發(fā)器漏熱影響顯著,相同條件下具有差異導(dǎo)熱系數(shù)的鎳銅基復(fù)合芯的LHP,其啟動(dòng)時(shí)間及穩(wěn)定運(yùn)行溫度均優(yōu)于純鎳基定導(dǎo)熱系數(shù)毛細(xì)芯LHP。兩套LHP在冷凝器進(jìn)口處均出現(xiàn)溫度波動(dòng)現(xiàn)象,但差異導(dǎo)熱系數(shù)毛細(xì)芯改善了工質(zhì)的循環(huán)流動(dòng)及傳熱特性,使其溫度波幅明顯小于具有定導(dǎo)熱系數(shù)毛細(xì)芯的LHP。
【關(guān)鍵詞】：環(huán)路熱管 毛細(xì)芯 差異導(dǎo)熱系數(shù) 模擬分析 熱泄漏
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TK172.4
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 緒論12-26
• 1.1 環(huán)路熱管簡(jiǎn)介13-14
• 1.2 環(huán)路熱管結(jié)構(gòu)及工作原理14-16
• 1.3 環(huán)路熱管研究及應(yīng)用現(xiàn)狀16-23
• 1.3.1 LHP的實(shí)驗(yàn)研究17-19
• 1.3.2 LHP的模擬研究19-20
• 1.3.3 LHP毛細(xì)芯的研究20-22
• 1.3.4 LHP的應(yīng)用現(xiàn)狀22-23
• 1.4 本課題研究動(dòng)機(jī)及內(nèi)容23-26
• 第二章 毛細(xì)芯導(dǎo)熱系數(shù)分布的影響規(guī)律26-40
• 2.1 模擬平臺(tái)的選取27
• 2.2 三維模型的構(gòu)建27-28
• 2.3 網(wǎng)格劃分28-29
• 2.4 邊界條件的設(shè)定及模型求解29-31
• 2.5 導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)毛細(xì)芯的影響規(guī)律31-35
• 2.5.1 毛細(xì)芯溫度分布規(guī)律31-33
• 2.5.2 毛細(xì)芯熱流密度分布規(guī)律33-35
• 2.6 變導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)毛細(xì)芯的影響規(guī)律35-38
• 2.6.1 溫度對(duì)比分析36-37
• 2.6.2 熱流密度對(duì)比分析37-38
• 2.7 本章小結(jié)38-40
• 第三章 差異導(dǎo)熱系數(shù)毛細(xì)芯環(huán)路熱管的模擬分析40-72
• 3.1 環(huán)路熱管系統(tǒng)能量分析40-44
• 3.2 環(huán)路熱管單相區(qū)壓降及傳熱分析44-45
• 3.3 環(huán)路熱管兩相區(qū)壓降及傳熱分析45-47
• 3.4 環(huán)路熱管毛細(xì)芯穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)物理模型47-54
• 3.4.1 定導(dǎo)系數(shù)毛細(xì)芯的壓降及傳熱分析47-51
• 3.4.2 差異系數(shù)毛細(xì)芯的壓降及傳熱分析51-54
• 3.5 求解程序的說(shuō)明54-56
• 3.6 模擬參數(shù)的設(shè)定56
• 3.7 求解流程56-60
• 3.8 模擬的基礎(chǔ)性驗(yàn)證60-66
• 3.8.1 變功率對(duì)LHP運(yùn)行特性的影響60-62
• 3.8.2 毛細(xì)芯厚度對(duì)LHP運(yùn)行特性的影響62-63
• 3.8.3 有效導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)LHP運(yùn)行特性的影響63-66
• 3.9 差異導(dǎo)熱系數(shù)毛細(xì)芯對(duì)LHP的影響規(guī)律66-70
• 3.9.1 溫度對(duì)比分析66-68
• 3.9.2 熱流對(duì)比分析68-70
• 3.10 本章小結(jié)70-72
• 第四章 差異導(dǎo)熱系數(shù)毛細(xì)芯環(huán)路熱管啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究72-86
• 4.1 環(huán)路熱管的設(shè)計(jì)與制作72-78
• 4.1.1 毛細(xì)芯的制備72-75
• 4.1.2 LHP的設(shè)計(jì)加工75-78
• 4.2 環(huán)路熱管實(shí)驗(yàn)臺(tái)的搭建78-80
• 4.3 環(huán)路熱管的啟動(dòng)性能研究80-85
• 4.3.1 純鎳基定導(dǎo)熱系數(shù)毛細(xì)芯LHP啟動(dòng)特性分析80-82
• 4.3.2 鎳銅基差異導(dǎo)熱系數(shù)毛細(xì)芯LHP啟動(dòng)特性分析82-83
• 4.3.3 LHP小功率啟動(dòng)溫度波動(dòng)分析83-85
• 4.4 本章小結(jié)85-86
• 第五章 結(jié)論與展望86-90
• 參考文獻(xiàn)90-94
• 致謝94-96
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文及所獲榮譽(yù)96-97
• 附件97

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