本文關鍵詞：機載噴霧冷卻特性的實驗研究與數(shù)值模擬

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【摘要】：隨著機載電子設備性能的不斷提高,高熱流密度環(huán)境下的冷卻散熱問題顯得尤為突出。對于機載激光武器,在滿足快速散熱的基礎上,還應考慮換熱表面溫度的均勻性。噴霧冷卻作為一種新型高效換熱技術,具有熱阻低、傳熱溫差小、表面溫度均勻性好、單位質量工質換熱量大等優(yōu)點,是機載高熱流密度環(huán)境下最具前景的冷卻方式之一。本文針對機載激光武器和大功率電子設備的冷卻問題,設計并構建了高熱流密度環(huán)境下的噴霧冷卻實驗系統(tǒng),通過實驗和數(shù)值模擬的方法對噴霧冷卻特性進行了研究分析,主要內容包括:(1)搭建了噴霧冷卻實驗臺,分別研究了噴嘴高度、噴霧流量、換熱表面結構以及工質添加劑對噴霧冷卻特性的影響,分析了上述因素對換熱性能的影響規(guī)律,對噴霧冷卻技術應用于機載電子設備散熱具有一定的指導意義。(2)基于單噴嘴實驗工況,利用數(shù)值模擬的方法分別研究了噴嘴高度、噴霧流量、重力加速度對噴霧流動特性的影響,獲得了不同工況下液滴粒徑、液膜生成率、液膜高度及流動速度分布的變化規(guī)律,為進一步改善噴霧流動特性指明了優(yōu)化方向。(3)利用數(shù)值模擬方法比較了單噴嘴與雙噴嘴情況下的噴霧流動特性,計算結果表明,采用雙噴嘴噴霧冷卻時液滴粒徑小,且液膜高度與流動速度分布均勻,同時分析了噴嘴間距對液膜流動特性的影響,為開展雙噴嘴實驗研究提供指導。
【關鍵詞】：噴霧冷卻 機載 高熱流密度 數(shù)值模擬 液膜
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V243
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注釋表11-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 研究背景12
• 1.2 幾種高效換熱技術12-13
• 1.3 國內外研究現(xiàn)狀13-19
• 1.3.1 噴霧冷卻換熱機理13-15
• 1.3.2 噴霧冷卻影響因素15-18
• 1.3.3 霧化特性數(shù)值研究18-19
• 1.4 本文主要研究內容19-21
• 第二章 噴霧冷卻實驗系統(tǒng)設計21-31
• 2.1 實驗裝置21-28
• 2.1.1 供液系統(tǒng)22-23
• 2.1.2 噴霧系統(tǒng)23-25
• 2.1.3 加熱系統(tǒng)25-26
• 2.1.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)26-28
• 2.2 實驗方法28-30
• 2.2.1 實驗方案與步驟28-29
• 2.2.2 實驗數(shù)據(jù)處理29
• 2.2.3 實驗誤差分析29-30
• 2.3 本章小結30-31
• 第三章 噴霧冷卻特性與影響因素研究31-43
• 3.1 噴嘴壓力與流量的變化關系31-32
• 3.2 噴嘴高度對換熱特性的影響32-34
• 3.3 噴霧流量對換熱特性的影響34-36
• 3.4 換熱表面結構對換熱特性的影響36-40
• 3.5 工質添加劑對換熱特性的影響40-42
• 3.6 本章小結42-43
• 第四章 噴霧冷卻數(shù)值模擬研究43-64
• 4.1 物理模型43-44
• 4.2 數(shù)值模型44-48
• 4.2.1 連續(xù)相模型44-45
• 4.2.2 離散項模型45-47
• 4.2.3 離散相與連續(xù)相的耦合計算47-48
• 4.3 邊界條件的設定48-49
• 4.4 模擬結果分析49-63
• 4.4.1 單噴嘴工況下噴霧流動特性分析49-58
• 4.4.2 雙噴嘴工況下噴霧流動特性分析58-63
• 4.5 本章小結63-64
• 第五章 總結與展望64-66
• 5.1 總結64-65
• 5.2 展望65-66
• 參考文獻66-70
• 致謝70-71
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文71

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本文編號：568288