本文關(guān)鍵詞：集成式微通道換熱器理論和實驗研究

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【摘要】：相對于常規(guī)換熱器而言,微通道換熱器具有體積小及換熱系數(shù)大的特點,因此成為近年來國內(nèi)外的研究熱點,除了在民用領(lǐng)域,在航空航天領(lǐng)域,隨著系統(tǒng)熱負荷逐年增加,尺寸和重量的限制越來越嚴,其可望成為未來主流的換熱設(shè)備之一。本文首先綜述國內(nèi)外微尺度換熱器換熱及蓄熱研究進展,進而提出一種新型的集成式微通道換熱器,并對集成式微通道換熱器的流動換熱和蓄熱性能進行了理論和實驗研究。所開展的具體工作和取得的主要研究成果有:1.對微通道單元水-丙二醇流動換熱進行了數(shù)學(xué)建模與理論分析,采用CFD方法分析了流動阻力、換熱能力與水流量之間的關(guān)系。結(jié)果顯示,集成式微通道換熱器換熱系數(shù)隨流量增加,但是進出口壓降也急劇增大。2.建立了水-石蠟微通道蓄熱單元和同心套管蓄熱單元的二維物理模型,采用CFD方法研究了相變材料的溫度及液相率隨蓄熱/放熱時間變化。結(jié)果表明,與同心套管蓄熱單元相比,微通道蓄熱單元蓄熱和放熱過程穩(wěn)定,蓄熱/放熱速率快,且水與石蠟的溫差極小。3.搭建流動換熱特性實驗臺架,進行了水-水的換熱實驗,繪制了壓力降、溫度等隨流量的變化曲線,與數(shù)值模擬結(jié)果對比顯示,層流區(qū)流動換熱的實驗結(jié)果與數(shù)值模擬能較好吻合,在滿足壓力損失條件下,集成式微通道換熱器換熱能力遠高于普通換熱器。4.在流動換熱特性實驗臺架基礎(chǔ)上,搭建了集成式微通道換熱器蓄熱實驗臺架,開展了水-石蠟的蓄熱實驗,并繪制了溫度隨時間的變化曲線,與數(shù)值模擬結(jié)果對比顯示,在集成式微通道蓄熱器中,相變材料和水的溫度幾乎是同步上升,接近理想傳熱狀態(tài),集成式微通道蓄熱器換熱效率很高。本文研究成果可為集成式微通道換熱器及蓄熱器的設(shè)計、研制及在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用提供初步理論支持。
【關(guān)鍵詞】：集成式微通道 FLUENT模擬 流動換熱 蓄熱 實驗臺架
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK172
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 注釋表12-13
• 縮略詞13-14
• 第一章 緒論14-22
• 1.1 研究背景及意義14-15
• 1.2 微尺度換熱和相變蓄熱的國內(nèi)外研究進展15-20
• 1.2.1 國內(nèi)外微尺度換熱研究進展15-19
• 1.2.2 國內(nèi)外相變蓄熱研究進展19-20
• 1.3 集成式微通道換熱器和研究難點20-21
• 1.4 本文主要內(nèi)容21-22
• 第二章 微通道換熱器流動傳熱的數(shù)值模擬22-30
• 2.1 數(shù)學(xué)建模22-24
• 2.1.1 物理模型22
• 2.1.2 數(shù)學(xué)模型22-24
• 2.2 求解設(shè)置24
• 2.3 模擬結(jié)果后處理與分析24-28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 第三章 集成式微通道換熱器蓄熱的數(shù)值模擬30-39
• 3.1 數(shù)學(xué)建模30-32
• 3.1.1 物理模型30-31
• 3.1.2 數(shù)學(xué)模型31-32
• 3.2 求解設(shè)置32-33
• 3.3 模擬結(jié)果后處理與分析33-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第四章 集成式微通道換熱器性能實驗研究39-66
• 4.1 換熱性能39-52
• 4.1.1 實驗臺架功能介紹39
• 4.1.2 實驗臺架方案設(shè)計39-40
• 4.1.3 實驗臺架搭建40-46
• 4.1.4 實驗方法及數(shù)據(jù)處理46-49
• 4.1.5 實驗結(jié)果分析及驗證49-52
• 4.2 蓄熱性能52-64
• 4.2.1 實驗臺架功能介紹52
• 4.2.2 實驗臺架方案設(shè)計與搭建52-53
• 4.2.3 實驗方法及數(shù)據(jù)處理53-56
• 4.2.4 實驗結(jié)果分析及驗證56-64
• 4.3 本章小結(jié)64-66
• 第五章 結(jié)論及展望66-68
• 5.1 本文主要結(jié)論66
• 5.2 本文創(chuàng)新點總結(jié)66-67
• 5.3 未來工作展望67-68
• 參考文獻68-72
• 致謝72-73
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文73

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 聶進方;張大林;;基于虛擬儀器的機載蒸發(fā)循環(huán)性能試驗臺[J];測控技術(shù);2013年07期

2 王Q窠，

本文編號：774473