為了解決航空航天領(lǐng)域中的大功率、高熱流密度元件的散熱問(wèn)題,集散熱能力強(qiáng)、工質(zhì)用量少、熱表面溫度梯度較小及換熱表面不存在接觸熱阻等多種優(yōu)點(diǎn)于一身的噴霧冷卻在眾多冷卻方法中脫穎而出,發(fā)展空間愈加增大。由于航空領(lǐng)域非常規(guī)重力條件的需求,所以有必要探究重力對(duì)噴霧冷卻系統(tǒng)中的換熱情況的影響。由于微重力條件下的實(shí)驗(yàn)較難實(shí)現(xiàn),所以大多關(guān)于重力對(duì)噴霧冷卻影響的研究還停留在模擬研究階段,缺少可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,各研究所得結(jié)論也并未達(dá)成統(tǒng)一。本文將從此方面進(jìn)行研究,通過(guò)模型分析與模擬和實(shí)驗(yàn)兩種方式,以水為工質(zhì),分別對(duì)重力大小和噴霧系統(tǒng)相對(duì)重力方向變化的噴霧冷卻效果展開(kāi)研究分析。首先,從噴霧冷卻過(guò)程的各個(gè)換熱狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)重力主要影響的傳熱過(guò)程是發(fā)生相變時(shí)的氣泡傳熱過(guò)程;而后通過(guò)fluent軟件進(jìn)行模擬,分別對(duì)不同重力大小和方向時(shí)的單個(gè)氣泡模型進(jìn)行計(jì)算分析。研究結(jié)果表明:在只改變重力方向的條件下,當(dāng)重力方向與表面法向夾角垂直時(shí),氣泡周?chē)后w在氣泡逃逸時(shí)會(huì)受到更大的切向作用力,產(chǎn)生更大的流動(dòng)速度,從而增強(qiáng)了換熱能力。當(dāng)不改變重力的方向時(shí),氣泡的逃逸過(guò)程在一定程度上受到重力大小的影響,重力的減小會(huì)增大氣泡... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 噴霧冷卻研究概況
        1.2.2 噴霧冷卻的數(shù)值模擬研究
        1.2.3 重力條件變化的噴霧冷卻研究
    1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容
2 噴霧冷卻過(guò)程中的傳熱機(jī)理分析及其數(shù)學(xué)模型
    2.1 常重力下噴霧冷卻的傳熱機(jī)理分析
    2.2 表面氣泡成核的動(dòng)力學(xué)特性分析
    2.3 微重力條件對(duì)噴霧冷卻過(guò)程的影響
        2.3.1 重力變化對(duì)噴霧的影響
        2.3.2 重力變化對(duì)液膜的影響
        2.3.3 重力條件對(duì)氣泡成核的影響
    2.4 本章小結(jié)
3 噴霧冷卻過(guò)程的數(shù)值模擬研究
    3.1 模擬研究方法（CLSVOF方法）
        3.1.1 Level-Set方法
        3.1.2 VOF方法
        3.1.3 CLSVOF方法
    3.2 模型驗(yàn)證及網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證
    3.3 重力方向變化對(duì)氣泡脫離過(guò)程的影響
    3.4 重力大小變化對(duì)噴霧過(guò)程的影響
        3.4.1 氣泡生長(zhǎng)模型
        3.4.2 氣泡脫離模型
    3.5 本章小結(jié)
4 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與方法
    4.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
        4.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    4.2 實(shí)驗(yàn)方法
    4.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
        4.3.1 連續(xù)噴霧的數(shù)據(jù)處理方法
        4.3.2 間歇噴霧的數(shù)據(jù)處理方法
    4.4 本章小結(jié)
5 噴霧系統(tǒng)相對(duì)重力方向變化的傳熱特性研究
    5.1 連續(xù)噴霧冷卻的傳熱特性的影響因素
        5.1.1 不同噴霧壓力下噴霧相對(duì)方向變化的影響
        5.1.2 不同噴霧高度下噴霧相對(duì)方向變化的影響
        5.1.3 不同換熱面積下噴霧相對(duì)方向變化的影響
        5.1.4 噴霧液滴大小不同時(shí)噴霧相對(duì)方向變化的影響
    5.2 間歇噴霧冷卻中噴霧相對(duì)方向變化對(duì)傳熱特性的影響
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄 主要符號(hào)的說(shuō)明
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]含有可變形界面的兩相流和傳遞數(shù)值模擬[J]. 柳安軍,陳杰,楊超,毛在砂.  中國(guó)科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2017(07)
[2]噴霧腔壓力及噴嘴孔徑對(duì)相變噴霧冷卻性能的影響[J]. 劉炅輝,孫皖,劉秀芳,侯予.  強(qiáng)激光與粒子束. 2013(10)
[3]噴霧冷卻高熱流密度散熱傳熱特性研究[J]. 馬騰躍,程文龍,劉期聶.  科技導(dǎo)報(bào). 2012(21)
[4]重力條件對(duì)噴霧冷卻換熱特性影響的研究[J]. 程文龍,韓豐云,趙銳,馬然,范含林.  宇航學(xué)報(bào). 2011(10)
[5]流量、換熱表面方向?qū)饣砻鎳婌F冷卻的影響[J]. 陳東芳,唐大偉,胡學(xué)功.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2010(07)
[6]封閉式噴霧冷卻傳熱特性的實(shí)驗(yàn)與理論研究[J]. 程文龍,趙銳,韓豐云,劉期聶,范含林.  宇航學(xué)報(bào). 2010(06)
[7]噴霧冷卻發(fā)熱壁面溫度非均勻性實(shí)驗(yàn)研究[J]. 程文龍,劉期聶,趙銳,范含林.  熱科學(xué)與技術(shù). 2008(04)
[8]毛細(xì)微槽結(jié)構(gòu)表面的噴霧冷卻可視化研究[J]. 陳東芳,謝寧寧,胡學(xué)功,唐大偉.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2008(09)
[9]熱控制技術(shù)的新進(jìn)展[J]. 顧林衛(wèi).  艦船電子對(duì)抗. 2007(04)
[10]噴霧冷卻中液滴沖擊壁面的流動(dòng)和換熱[J]. 高珊,曲偉,姚偉.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2007(S1)

博士論文
[1]噴霧冷卻傳熱機(jī)理及空間換熱地面模擬研究[D]. 趙銳.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009

碩士論文
[1]基于CLSVOF模型的氣泡動(dòng)力學(xué)特性研究[D]. 王茜茜.中南大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3036957