本文關鍵詞：瞬態(tài)相變儲熱裝置設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：對于航天航空領域一次性高速飛行器的電子設備,由于飛行器平臺高速、高溫、封閉性的環(huán)境條件限制,常規(guī)散熱方法通常無法使用。近年隨著高速飛行器的發(fā)展,平臺環(huán)境條件愈加惡劣;同時各類微波/毫米波電子元件向高度集成化和微小化方向發(fā)展,單位面積熱功率不斷提升,工程應用對于新型熱控手段的需求更加迫切。相變儲熱技術利用相變材料的高潛熱來吸收電子器件工作時散發(fā)的熱量,具有吸熱能力強,相變過程中溫度恒定的特點,是目前適合解決高速飛行器的瞬態(tài)熱控問題的手段之一。本課題對用于高速飛行器電子設備熱控的相變儲熱裝置進行了研究。在對典型產品尺寸進行統(tǒng)計分析基礎上,對相變儲熱裝置的整套設計技術進行了研究,包括選材、設計、優(yōu)化、仿真和測試技術。研究以工程應用為主要目標,所有研究結論都可以直接應用于相變儲熱裝置的工程設計中。通過對相變材料的研究和改進,獲得了三種石墨基石蠟相變材料,分別為:74#相變材料,91#相變材料,94#相變材料,這三種材料均具有較高的相變潛熱和相變精度;通過對相變材料數(shù)學模型及在熱仿真軟件中實現(xiàn)方法的研究,確定等效比熱法模型的建立方法,以及在仿真軟件中的參數(shù)設置原則和實現(xiàn)方法;提出了一種結合人、機優(yōu)點,簡單易行的輔助優(yōu)化方法;完成了多種相變儲熱裝置試驗件的對比測試,得出了多種儲熱裝置性能變化趨勢,分析并驗證了強化導熱肋片形式、型腔深度等因素對相變儲熱裝置性能的影響,提出了提高相變儲熱裝置重復使用性能的方法;提出了相變儲熱裝置的結構設計步驟和方法,總結設計計算公式和設計流程圖,按照本課題的步驟,可以滿足工程設計相變儲熱裝置的需求;試驗了一種相變材料的熱填充工藝方法,對相變材料和腔體整體加熱后填充,可以保證填裝質量,提高相變儲熱裝置的重復使用性能。通過本課題的研究,基本掌握了一整套適用于工程應用的相變儲熱裝置設計和制造方法,能夠滿足目前的工程需求。可望用于解決多個領域產品的瞬態(tài)溫控需求,提高產品的環(huán)境適應性和可靠性。
【關鍵詞】：相變儲熱裝置 等效比熱法 設計流程 熱填充工藝
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V243;TB34
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題背景10-12
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 研究目標及研究內容14-15
• 1.3.1 研究目標14
• 1.3.2 研究內容14-15
• 1.4 技術路線15-18
• 第二章 材料的選擇與改進18-32
• 2.1 引言18
• 2.2 適于本課題的相變材料性能標準18-19
• 2.3 現(xiàn)有相變材料的種類及研究情況19-23
• 2.4 基礎相變材料的選用23-25
• 2.5 相變材料性能改進25-26
• 2.6 改進相變材料性能測試26-31
• 2.7 本章小節(jié)31-32
• 第三章 試驗儲熱裝置基本尺寸確定和結構設計32-43
• 3.1 試驗儲熱裝置典型尺寸確定32-34
• 3.2 試驗儲熱裝置的結構設計34-42
• 3.2.1 儲熱裝置設計步驟和本項目特殊考慮34-38
• 3.2.2 基本試驗裝置結構38-40
• 3.2.3 用于驗證裝置總厚度及肋片疏密對試驗裝置影響的設計40-42
• 3.3 本章小節(jié)42-43
• 第四章 仿真方法研究43-61
• 4.1 相變材料理論模型建立43-46
• 4.1.1 基本建模方法選擇43-44
• 4.1.2 對于微觀流動問題的處理44
• 4.1.3 相變材料的理論模型44-46
• 4.2 仿真軟件選擇及模型實現(xiàn)46-49
• 4.2.1 Flotherm軟件中模型的實現(xiàn)46-47
• 4.2.2 Icepak軟件中模型的實現(xiàn)47
• 4.2.3 Flo EFD軟件中模型實現(xiàn)47-48
• 4.2.4 Fluent軟件中模型實現(xiàn)48-49
• 4.3 對三種基本型相變儲熱裝置的仿真分析49-53
• 4.4 儲熱器肋片優(yōu)化設計仿真方法53-60
• 4.4.1 優(yōu)化分析方法選擇及人工前處理53-55
• 4.4.2 舉例說明仿真優(yōu)化過程55-59
• 4.4.3 本課題數(shù)值優(yōu)化方法的局限性59-60
• 4.5 本章小結60-61
• 第五章 儲熱裝置的性能測試及分析61-75
• 5.1 測試方案和測試設備61-63
• 5.2 對三種基本型相變儲熱裝置的測試結果及分析63-67
• 5.3 肋片結構對性能影響對比測試和分析67-69
• 5.4 腔體深度影響對比試驗和分析69-70
• 5.5 重復性性能測試和改進70-74
• 5.6 本章小結74-75
• 第六章 相變儲熱裝置的工藝與結構設計研究總結75-79
• 6.1 相變材料填充工藝方法研究75-77
• 6.1.1 相變材料填壓工裝75-76
• 6.1.2 填裝方法研究76-77
• 6.1.3 填壓中可能出現(xiàn)的意外及應對措施77
• 6.2 相變儲熱裝置的結構設計方法步驟77-78
• 6.3 儲熱裝置的可更換性設計78
• 6.4 本章小結78-79
• 第七章 結論79-81
• 致謝81-82
• 參考文獻82-85

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7 陳

本文編號：307271