本文關(guān)鍵詞：重力熱管傳熱極限影響因素的研究

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【摘要】：重力熱管作為高效的傳熱元件,具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、工作可靠等優(yōu)點,其在民用節(jié)能方面得到廣泛應(yīng)用。因此,本文采用數(shù)值模擬與實驗相結(jié)合的研究方法,對影響重力熱管極限傳熱性能的因素進行探討。在理論研究方面,借助Fluent對重力熱管模型進行了汽液兩相流的數(shù)值模擬,著重圍繞影響重力熱管極限傳熱性能的液膜波形、熱管工作溫度、絕熱段高度、絕熱段管徑、以及工質(zhì)種類這5個因素進行研究。在實驗研究方面,本文親自設(shè)計重力熱管及其傳熱極限性能測試平臺。其中,重力熱管的材料為銅,總長度為2.3m,絕熱段管徑分別為6.35mm和9.52mm,在絕熱段添加一視液鏡,以便觀察管內(nèi)汽液流動,利用可控硅無極調(diào)節(jié)加熱功率,并借助計算機采集數(shù)據(jù),研究了不同熱管工作溫度、熱管工質(zhì)種類、絕熱段管徑等參數(shù)對重力熱管極限傳熱性能的影響�；谝陨涎芯窟^程,得到的成果和結(jié)論如下:(1)借助模擬軟件對熱管極限傳熱性能進行分析得到:(1)對液膜波形影響重力熱管極限傳熱的分析表明,液膜波形由振幅和波長組成,重力熱管的極限傳熱量與振幅和波長均呈正相關(guān),即隨著振幅和波長的增大而增大。(2)對熱管工作溫度影響重力熱管極限傳熱的分析表明,三種工質(zhì)熱管的極限傳熱量與工作溫度均呈正相關(guān),且通過擬合得到熱管極限傳熱量與汽化潛熱的比值和汽液相密度的乘積近似成正比。(3)對絕熱段管徑影響重力熱管極限傳熱的分析表明,雖然絕熱段管徑大的熱管極限傳熱量大于絕熱段管徑小的熱管,但絕熱段管徑小的熱管極限熱流密度大于絕熱段管徑大的熱管,且兩種絕熱段管徑的熱管極限熱流密度與汽化潛熱的比值和汽液相密度的乘積近似成正比。(4)對絕熱段高度影響重力熱管極限傳熱的分析表明,三種工質(zhì)熱管的極限傳熱量隨絕熱段高度的變化均呈現(xiàn)相似的規(guī)律,即隨著絕熱段高度的增大其數(shù)值基本不發(fā)生改變。(2)借助實驗平臺對熱管極限傳熱性能進行研究,通過將實驗數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)進行對比分析表明,在不同參數(shù)工況下,重力熱管極限傳熱量的模擬值與實驗值始終存在一定的偏差,該偏差大約在7%-18%這個范圍內(nèi),在誤差允許的范圍內(nèi),該偏差是可以接受的,這說明利用模擬得到的極限傳熱量等參數(shù)值均在合理的范圍內(nèi),從而進一步驗證了本文模擬的合理性。
【關(guān)鍵詞】：重力熱管 汽液兩相流 極限傳熱 流動阻力
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK172.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-22
• 1.1 引言11-12
• 1.2 熱管簡介12-17
• 1.2.1 熱管的基本特性12-15
• 1.2.2 重力熱管簡介15-16
• 1.2.3 熱管的應(yīng)用16-17
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-21
• 1.3.1 重力熱管傳熱特性的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3.2 重力熱管傳熱極限的研究現(xiàn)狀19-21
• 1.4 主要研究內(nèi)容21-22
• 第二章 熱管內(nèi)部兩相流模擬的理論分析22-33
• 2.1 引言22
• 2.2 兩相流22-27
• 2.2.1 兩相流流型的分類22-23
• 2.2.2 兩相流模型的選擇23-27
• 2.3 數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)27-29
• 2.3.1 兩相流控制方程簡介27-28
• 2.3.2 湍流模型28-29
• 2.4 數(shù)值模擬計算法29-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 熱管汽-液流動特性的數(shù)值模擬研究33-59
• 3.1 引言33
• 3.2 重力熱管模型的建立與網(wǎng)格劃分33-36
• 3.2.1 物理模型的建立33-34
• 3.2.2 網(wǎng)格劃分34-36
• 3.3 重力熱管模型的數(shù)值計算36-37
• 3.4 模擬結(jié)果分析37-58
• 3.4.1 熱管極限傳熱狀態(tài)時所對應(yīng)的流場分析39-40
• 3.4.2 液膜波形對熱管極限傳熱能力的影響40-43
• 3.4.3 熱管工作溫度對熱管極限傳熱能力的影響43-48
• 3.4.4 絕熱段管徑對熱管極限傳熱能力的影響48-54
• 3.4.5 絕熱段高度對熱管極限傳熱能力的影響54-56
• 3.4.6 工質(zhì)種類對熱管極限傳熱能力的影響56-58
• 3.5 本章小結(jié)58-59
• 第四章 實驗平臺的設(shè)計59-71
• 4.1 引言59
• 4.2 實驗熱管的設(shè)計59-63
• 4.3 實驗熱管的加工63-66
• 4.4 實驗平臺介紹66-70
• 4.5 本章小結(jié)70-71
• 第五章 熱管內(nèi)部流體流動特性實驗研究71-82
• 5.1 引言71
• 5.2 實驗流程71-75
• 5.2.1 實驗熱管的溫度測量72-73
• 5.2.2 溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)73-74
• 5.2.3 實驗方法及步驟74-75
• 5.3 實驗結(jié)果分析75-81
• 5.3.1 熱管工作溫度對熱管極限傳熱性能的影響76-77
• 5.3.2 工質(zhì)對熱管極限傳熱性能的影響77-78
• 5.3.3 絕熱段管徑對極限傳熱性能的影響78-80
• 5.3.4 誤差分析80-81
• 5.4 本章小結(jié)81-82
• 結(jié)論與展望82-85
• 結(jié)論82-84
• 展望84-85
• 參考文獻85-91
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果91-92
• 致謝92-93
• 附件93

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1 胡居傳,岳永亮,王鐵恒,苑廣,張振勝;熱管的應(yīng)用及發(fā)展現(xiàn)狀[J];制冷;2001年03期

2 蔣麗芬;熱管的發(fā)展及在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用[J];化工技術(shù)與開發(fā);2003年05期

3 康芹;郭建利;;熱管換熱器的應(yīng)用[J];機械管理開發(fā);2010年05期

4 沈妍;傅瑞麗;安震;王中賢;張紅;;高溫熱管換熱器設(shè)計參數(shù)的模擬計算[J];硫磷設(shè)計與粉體工程;2012年06期

5 于蘭鳳;;熱管換熱器的應(yīng)用[J];廣東化工;2013年16期

6 ;熱管換熱器[J];化學工程與裝備;1980年02期

7 姚普明;熱管應(yīng)用現(xiàn)狀及其發(fā)展[J];動力工程;1983年02期

8 ;我國最大的熱管換熱器[J];能源研究與信息;1985年01期

9 ;熱管專欄[J];能源工程;1986年01期

10 袁勝利;;利用汽車廢氣取暖的熱管換熱器[J];節(jié)能;1991年11期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃鏞鏞;張支干;;熱管換熱器的應(yīng)用[A];全國暖通空調(diào)制冷1998年學術(shù)年會資料集（1）[C];1998年

2 楊峻;徐通明;;分離式液——氣熱管換熱器的設(shè)計與應(yīng)用[A];江蘇省能源研究會第八屆學術(shù)年會論文集[C];2000年

3 錢自力;孫鳳祥;陸林軍;;在能源工業(yè)領(lǐng)域開發(fā)應(yīng)用低溫熱管紀實[A];中國管理科學文獻[C];2008年

4 王曉杰;黃翔;武俊梅;鄭久軍;;空調(diào)用熱管換熱器的設(shè)計計算[A];全國暖通空調(diào)制冷2006學術(shù)年會資料集[C];2006年

5 李紅;唐均;;熱管在工業(yè)窯爐余熱利用中的應(yīng)用[A];2011中國環(huán)境科學學會學術(shù)年會論文集（第四卷）[C];2011年

6 徐錫斌;陳年林;盧定偉;唐玉立;王亞芳;孫大坤;杜塏;;熱管在熱泵干燥器中應(yīng)用的研究[A];第四屆全國低溫工程學術(shù)會議論文集[C];1999年

7 潘陽;胡桃元;熊國華;;熱管換熱式換氣扇的設(shè)計與研究[A];全國暖通空調(diào)制冷2000年學術(shù)年會論文集[C];2000年

8 聶傳學;李強;;低溫熱管在通風空調(diào)工程中的應(yīng)用[A];全國暖通空調(diào)制冷1998年學術(shù)年會資料集（1）[C];1998年

9 韓建勛;朱正平;;熱管換熱器等在碳酸鎂干燥中的節(jié)能降耗運用[A];2009年中國鎂鹽行業(yè)年會暨節(jié)能與發(fā)展論壇論文集[C];2009年

10 徐錫斌;韋勇;;熱管在熱泵干燥器中應(yīng)用的模擬研究[A];江蘇省制冷學會第四屆年會論文集[C];2000年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 本報記者 王延輝;復合式熱管換熱器提高熱效率[N];中國化工報;2011年

2 蔣冬青 陳暉;熱管在陶瓷隧道窯節(jié)能改造中的作用[N];廣東建設(shè)報;2003年

3 陳啟明;欲展鴻鵠之志 敢向高端攻堅[N];中國信息報;2006年

4 蔣冬青 陳暉;利用熱管技術(shù)對窯爐進行節(jié)能改造[N];中國建材報;2001年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 袁達忠;熱管換熱器的兩相流模型與耦合傳熱的研究[D];大連理工大學;2008年

2 焦永剛;溫度型徑向熱管的瞬態(tài)數(shù)學模型及其等溫特性的實驗研究[D];北京工業(yè)大學;2014年

3 孫世梅;高溫熱管換熱器強化傳熱及結(jié)構(gòu)優(yōu)化模擬研究[D];南京工業(yè)大學;2004年

4 焦波;重力熱管傳熱過程的數(shù)學模型及液氮溫區(qū)重力熱管的實驗研究[D];浙江大學;2009年

5 王軍;熱管技術(shù)在化學反應(yīng)器中的應(yīng)用研究[D];南京工業(yè)大學;2004年

6 勾昱君;大功率LED熱管散熱器傳熱強化研究[D];北京工業(yè)大學;2014年

7 王煜;熱管生物反應(yīng)器的傳遞過程研究[D];南京工業(yè)大學;2003年

8 孫志堅;電子器件回路型熱管散熱器的數(shù)值模擬與試驗研究[D];浙江大學;2007年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫志健;基于熱管置入式墻體的小型建筑能耗數(shù)值分析[D];天津城建大學;2015年

2 張魯生;自濕潤流體重力熱管傳熱特性[D];山東大學;2015年

3 薛婷婷;翅片式熱管的傳熱性能研究[D];華北理工大學;2015年

4 王偉;兩相流動力型分離式熱管組合性能研究及工程應(yīng)用[D];青島大學;2015年

5 孫學敏;重力式熱管數(shù)值模擬及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];西華大學;2015年

6 孫洋;熱管換熱器回收羊東礦礦井回風熱能預熱新風的研究[D];河北工程大學;2015年

7 周亞平;內(nèi)置分離式熱管墻體的傳熱特性研究[D];南京工業(yè)大學;2015年

8 林紅;某超長重力熱管提取地熱的模擬及分析[D];西安工程大學;2016年

9 張龍;某超長重力熱管提取地熱的熱工分析及改進措施[D];西安工程大學;2016年

10 李鑫;變工況重力熱管傳熱特性研究[D];山東大學;2016年

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本文編號：678168