本文關(guān)鍵詞：納米顆粒對(duì)脈動(dòng)熱管傳熱性能影響的實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：十八大報(bào)告提出我國(guó)要建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó),未來一定有更多的電子元器件被運(yùn)用到現(xiàn)代化大型船舶中。由于電子元器件運(yùn)行溫度的升高會(huì)影響其可靠性,所以對(duì)這些電子元器件的散熱成為很重要的課題。近年來脈動(dòng)熱管尤其是納米流體脈動(dòng)熱管的出現(xiàn)被稱為解決狹小空間高熱流密度散熱的有效手段之一。將納米顆粒添加到脈動(dòng)熱管中已成為國(guó)際上的研究熱點(diǎn),但是其管內(nèi)包含汽固液混合的流動(dòng)和傳熱,使其運(yùn)行規(guī)律和機(jī)理變得特別復(fù)雜。本文從實(shí)驗(yàn)和機(jī)理兩方面展開了Si02納米顆粒對(duì)脈動(dòng)熱管傳熱性能影響的相關(guān)研究。在實(shí)驗(yàn)方面,主要研究了加熱功率、傾斜角度、納米流體濃度以及納米流體懸浮特性對(duì)脈動(dòng)熱管傳熱性能的影響；在機(jī)理方面,從SiO2納米顆粒對(duì)脈動(dòng)熱管內(nèi)壁表面的改性,分析了其對(duì)脈動(dòng)熱管傳熱性能產(chǎn)生影響的機(jī)理。通過上述工作,主要得出如下結(jié)論：(1)加熱功率升高會(huì)使納米流體脈動(dòng)熱管的傳熱性能提升。(2)納米流體脈動(dòng)熱管對(duì)傾斜角有很強(qiáng)的依賴性；在30°至60°的范圍之間,存在一個(gè)最佳傾斜角度使納米流體脈動(dòng)熱管的啟動(dòng)性能最佳。(3)由于納米流體的懸浮特性,靜置一段時(shí)間后再啟用的脈動(dòng)熱管的初始傳熱性能較差,但是經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行之后,傳熱性能又會(huì)恢復(fù)到了未靜置的水平。(4)SiO2納米顆粒對(duì)脈動(dòng)熱管傳熱性能有強(qiáng)化作用主要是因?yàn)镾iO2納米顆粒對(duì)脈動(dòng)熱管蒸發(fā)段內(nèi)表面進(jìn)行了修飾改性,使得接觸角減小(從實(shí)驗(yàn)初期的78.8°下降到實(shí)驗(yàn)后期的14.1°)、潤(rùn)濕性能增強(qiáng),進(jìn)而使得蒸發(fā)段蒸發(fā)量增加。(5)在傾斜角為0°的工況下,SiO2納米顆粒的加入對(duì)脈動(dòng)熱管的傳熱性能起到了惡化作用。主要原因是脈動(dòng)熱管水平放置時(shí),納米流體粘度的升高(在50℃時(shí),0.6wt%SiO2納米流體的粘度比水的粘度增大16.63%)造成工質(zhì)回流克服的阻力功增大,使得脈動(dòng)熱管的熱量不能快速?gòu)恼舭l(fā)段傳遞到冷凝段,從而導(dǎo)致脈動(dòng)熱管的溫差和熱阻增大,傳熱性能下降。
【關(guān)鍵詞】：脈動(dòng)熱管 納米顆粒 接觸角 傳熱性能
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK172.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-23
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 傳統(tǒng)熱管11-13
• 1.2.1 傳統(tǒng)熱管的簡(jiǎn)介11-12
• 1.2.2 傳統(tǒng)熱管的工作原理12
• 1.2.3 傳統(tǒng)熱管的分類12-13
• 1.2.4 傳統(tǒng)熱管的應(yīng)用13
• 1.3 脈動(dòng)熱管13-20
• 1.3.1 脈動(dòng)熱管的簡(jiǎn)介13-16
• 1.3.2 脈動(dòng)熱管的研究現(xiàn)狀16-20
• 1.4 納米流體脈動(dòng)熱管20-22
• 1.4.1 納米流體的介紹20-21
• 1.4.2 納米流體脈動(dòng)熱管21-22
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容22-23
• 第2章 脈動(dòng)熱管實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)方法23-31
• 2.1 脈動(dòng)熱管的參數(shù)選定23-24
• 2.2 實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)步驟24-29
• 2.2.1 測(cè)試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置介紹24-25
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)過程簡(jiǎn)介25-29
• 2.3 實(shí)驗(yàn)誤差分析29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第3章 納米顆粒對(duì)脈動(dòng)熱管傳熱性能影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果31-63
• 3.1 以水為工質(zhì)的脈動(dòng)熱管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果31-38
• 3.1.1 啟動(dòng)特性32-35
• 3.1.2 熱阻特性35-37
• 3.1.3 溫差特性37-38
• 3.2 納米流體脈動(dòng)熱管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果38-52
• 3.2.1 以0.1wt%SiO_2納米流體為工質(zhì)的脈動(dòng)熱管實(shí)驗(yàn)結(jié)果39-44
• 3.2.2 以0.3wt%SiO_2納米流體為工質(zhì)的脈動(dòng)熱管實(shí)驗(yàn)結(jié)果44-48
• 3.2.3 以0.6wt%SiO_2納米流體為工質(zhì)的脈動(dòng)熱管實(shí)驗(yàn)結(jié)果48-52
• 3.3 對(duì)比分析52-62
• 3.3.1 加熱功率對(duì)納米流體脈動(dòng)熱管傳熱性能的影響52-54
• 3.3.2 傾斜角對(duì)納米流體脈動(dòng)熱管傳熱性能的影響54-57
• 3.3.3 納米流體濃度對(duì)脈動(dòng)熱管傳熱性能的影響57-59
• 3.3.4 納米流體懸浮特性對(duì)脈動(dòng)熱管傳熱性能影響59-62
• 3.4 本章小結(jié)62-63
• 第4章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論63-70
• 4.1 納米顆粒對(duì)脈動(dòng)熱管內(nèi)壁的改性63-68
• 4.1.1 接觸角63-66
• 4.1.2 表面形貌66
• 4.1.3 納米流體熱物性66-68
• 4.2 機(jī)理分析68-69
• 4.2.1 納米顆粒對(duì)脈動(dòng)熱管傳熱性能的強(qiáng)化作用68
• 4.2.2 納米顆粒對(duì)脈動(dòng)熱管傳熱性能的惡化作用68-69
• 4.3 本章小結(jié)69-70
• 第5章 結(jié)論與展望70-72
• 5.1 結(jié)論70-71
• 5.2 展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-77
• 攻讀學(xué)位期間公開發(fā)表論文77-78
• 致謝78-79
• 作者簡(jiǎn)介79

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