本文關(guān)鍵詞：脈動(dòng)熱管傳熱極限實(shí)驗(yàn)研究及建模分析

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【摘要】：脈動(dòng)熱管(oscillating heat pipe, OHP)作為一種新型的高效傳熱元件已被國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛關(guān)注。其利用熱量驅(qū)動(dòng)氣液做脈動(dòng)運(yùn)動(dòng)和相變傳熱,將熱量從蒸發(fā)端傳到冷凝端,被視為解決高熱流密度散熱的最有效手段之一。現(xiàn)代船舶對(duì)換熱的要求越來越高,利用脈動(dòng)熱管解決現(xiàn)代船舶中某些散熱問題,已經(jīng)成為重要的研究課題之一。脈動(dòng)熱管自上世紀(jì)90年代被發(fā)明以來,已有眾多學(xué)者圍繞相關(guān)因素對(duì)其性能影響方面開展了大量研究工作,而關(guān)于其傳熱極限方面的工作卻很少,因此本文通過實(shí)驗(yàn)以及建模分析專門針對(duì)脈動(dòng)熱管的傳熱極限開展研究工作。實(shí)驗(yàn)方面,分別采用水、乙醇、HFE-7100以及水/A1203納米流體和乙醇/A1203納米流體為工質(zhì),在充液率為30%～70%、傾斜角度為00-900以及操作溫度為20℃和60℃條件下測(cè)試脈動(dòng)熱管的傳熱極限。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,得出充液率、傾斜角度、工作流體和操作溫度對(duì)脈動(dòng)熱管傳熱極限和傳熱性能的影響規(guī)律。另外,通過純?nèi)芤号c納米流體溶液的實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析,揭示納米流體對(duì)脈動(dòng)熱管性能強(qiáng)化的原因。建模分析方面,基于π定理,利用實(shí)驗(yàn)中所獲得的大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),擬合出脈動(dòng)熱管傳熱極限的半經(jīng)驗(yàn)公式,從而建立脈動(dòng)熱管傳熱極限的半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ�。通過對(duì)脈動(dòng)熱管內(nèi)氣體液體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析,建立脈動(dòng)熱管傳熱極限運(yùn)動(dòng)模型,計(jì)算出理論傳熱極限功率,并且與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。通過上述研究工作可以得到以下幾點(diǎn)主要結(jié)論：(1)脈動(dòng)熱管傳熱極限隨著充液率的提高而提高,隨著傾斜角度的增大而增大；(2)不同工作流體脈動(dòng)熱管的傳熱極限不同,以水作為工作流體脈動(dòng)熱管的傳熱極限要大于乙醇脈動(dòng)熱管,乙醇脈動(dòng)熱管的傳熱極限要大于HFE-7100脈動(dòng)熱管；(3)操作溫度對(duì)傳熱極限的影響因工作流體的不同而不同；(4)不同工作流體的最佳充液率不同,水為工質(zhì)的脈動(dòng)熱管最佳充液率一般為40%-50%,而乙醇和HFE-7100最佳充液率一般為70%；(5)所建立的半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ涂深A(yù)測(cè)出脈動(dòng)熱管傳熱極限功率大小,計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值誤差在30%以內(nèi)。
【關(guān)鍵詞】：脈動(dòng)熱管 傳熱極限 傳熱性能 納米流體
【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】：2015
【分類號(hào)】：TK172.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-24
• 1.1 研究背景及意義10
• 1.2 脈動(dòng)熱管簡(jiǎn)介10-14
• 1.3 脈動(dòng)熱管的研究現(xiàn)狀14-22
• 1.3.1 脈動(dòng)熱管的實(shí)驗(yàn)研究14-18
• 1.3.2 脈動(dòng)熱管的理論研究18-22
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容22-24
• 第2章 脈動(dòng)熱管設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)步驟24-32
• 2.1 脈動(dòng)熱管的設(shè)計(jì)24-26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)裝置26-28
• 2.3 納米流體制備28-29
• 2.4 實(shí)驗(yàn)步驟29-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第3章 脈動(dòng)熱管傳熱極限實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析32-54
• 3.1 脈動(dòng)熱管傳熱極限現(xiàn)象32-33
• 3.2 水作為工作流體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果33-37
• 3.3 乙醇作為工作流體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果37-41
• 3.4 氟化醚作為工作流體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果41-45
• 3.5 水和水基納米流體作為工質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析45-48
• 3.6 乙醇和乙醇基納米流體作為工質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析48-51
• 3.7 納米流體強(qiáng)化機(jī)理探究51-53
• 3.8 本章小結(jié)53-54
• 第4章 建模與理論分析54-64
• 4.1 半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒?/span>54-58
• 4.2 理論模型建立58-63
• 4.2.1 管內(nèi)極限運(yùn)動(dòng)建模58-62
• 4.2.2 輸入功率求解62-63
• 4.3 本章小結(jié)63-64
• 第五章 結(jié)論與展望64-66
• 5.1 結(jié)論64
• 5.2 展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 攻讀學(xué)位期間公開發(fā)表論文71-72
• 致謝72-73
• 研究生履歷73

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 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

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本文編號(hào)：922056