本文選題：納米流體 + 重力熱管　； 參考：《天津科技大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：隨著人們環(huán)保意識(shí)的日益增強(qiáng)以及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,各種生產(chǎn)設(shè)備趨于集成化,人們對(duì)各種設(shè)備的散熱以及熱交換性能的指標(biāo)要求也越來(lái)越高,以傳統(tǒng)液體作為工質(zhì)的熱管已經(jīng)很難滿(mǎn)足一些特殊條件下的傳熱要求。熱管是利用其內(nèi)部工質(zhì)的氣液相變化進(jìn)行傳熱的,所以工質(zhì)對(duì)熱管的傳熱性能具有很大的影響。近年來(lái),研究人員開(kāi)始將一種新型的傳熱工質(zhì)—納米流體填充在熱管中,以進(jìn)一步強(qiáng)化熱管的導(dǎo)熱性能。本文以納米流體作為熱管工質(zhì),考察納米流體對(duì)無(wú)芯材重力熱管傳熱性能的影響。實(shí)驗(yàn)前期通過(guò)燒結(jié)玻璃熱管對(duì)熱管內(nèi)部工質(zhì)的流動(dòng)形態(tài)進(jìn)行觀(guān)察。然后通過(guò)設(shè)計(jì)并制作多根重力熱管,考察工質(zhì)種類(lèi)、熱管充液率、加熱溫度等條件對(duì)重力熱管導(dǎo)熱性能的影響,根據(jù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算分析納米流體熱管與去離子水熱管之間傳熱性能的差異。本實(shí)驗(yàn)中,熱管工質(zhì)有四種：Al2O3-H2O納米流體,TiO2-H2O納米流體,CuO-H2O納米流體以及去離子水。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),相同工作條件下納米流體熱管的啟動(dòng)性能較去離子水熱管的好,納米流體熱管各部分的管壁溫度上升速度較快。達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)時(shí),納米流體熱管冷凝段管壁溫度均比去離子水的高,且兩端溫差較小。對(duì)于同一種熱管工質(zhì)來(lái)說(shuō),重力熱管換熱性能隨著工質(zhì)充液率的增加呈現(xiàn)出先增大后減小的變化趨勢(shì),這就說(shuō)明在本實(shí)驗(yàn)條件下,不同的工質(zhì)都存在著一個(gè)最佳充液率值,使熱管傳熱性能達(dá)到最佳狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)中,納米流體的最佳充液率值均為30%,而去離子水熱管為40%。實(shí)驗(yàn)還對(duì)各工質(zhì)熱管冷凝段的熱阻進(jìn)行計(jì)算,結(jié)果表明,納米流體熱管的傳熱系數(shù)比去離子水熱管高,熱阻比去離子水熱管小,其中CuO-H2O納米流體對(duì)熱管的強(qiáng)化作用最明顯。通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,當(dāng)以納米流體作為熱管工質(zhì)時(shí),能顯著提高重力熱管的換熱系數(shù),強(qiáng)化熱管的換熱性能。
[Abstract]:With the increasing awareness of environmental protection and the rapid development of science and technology, all kinds of production equipment tend to be integrated. The heat pipe with traditional liquid as working fluid has been difficult to meet the heat transfer requirements under some special conditions. The heat pipe is heat transfer by the change of gas and liquid phase, so the working fluid has a great influence on the heat transfer performance of the heat pipe. In recent years, researchers have begun to fill a new heat transfer medium, nano-fluid, in heat pipes to further enhance the thermal conductivity of heat pipes. In this paper, the effect of nano-fluid on the heat transfer performance of coreless gravity heat pipe was investigated with nano-fluid as the working medium of heat pipe. In the early stage of the experiment, the flow morphology of the working fluid in the heat pipe was observed by sintered glass heat pipe. Then through the design and manufacture of several gravity heat pipes, the effects of working fluid types, heat pipe filling rate and heating temperature on the thermal conductivity of gravity heat pipe are investigated. According to the measurement results, the difference of heat transfer performance between nanofluid heat pipe and deionized water heat pipe is analyzed. In this experiment, there are four kinds of nano-fluids in heat pipe: TiO2-H2O nano-fluid, CuO-H2O nano-fluid and deionized water. It is found that the starting performance of the nanofluid heat pipe is better than that of the deionized water heat pipe under the same working conditions, and the wall temperature of each part of the nanofluid heat pipe rises faster than that of the deionized water heat pipe. The wall temperature of the condensation section of the nanofluid heat pipe is higher than that of the deionized water, and the temperature difference between the two ends is smaller. For the same heat pipe working fluid, the heat transfer performance of gravity heat pipe increases first and then decreases with the increase of the liquid filling rate of the working fluid, which shows that there is an optimum liquid filling rate value for different working fluids under this experimental condition. The heat transfer performance of the heat pipe is optimized. In the experiment, the optimum filling rate of nano-fluid is 30 and that of deionized water heat pipe is 40. The results show that the heat transfer coefficient of the nanofluid heat pipe is higher than that of the deionized water heat pipe, and the thermal resistance is smaller than that of the deionized water heat pipe, and the enhancement effect of the CuO-H2O nanofluid on the heat pipe is the most obvious. The experimental results show that the heat transfer coefficient of gravity heat pipe can be significantly improved and the heat transfer performance of heat pipe can be enhanced when nano-fluid is used as the working medium of heat pipe.
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TQ021.3

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本文編號(hào)：1931757