闭式环路型脉动热管实验研究的读书报告(国内文献)读书报告示意

合集下载

小型平板式环路热管的实验研究及蒸发器内部介观模拟

小型平板式环路热管的实验研究及蒸发器内部介观模拟

小型平板式环路热管的实验研究及蒸发器内部介观模拟环路热管(Loop Heat Pipe, LHP)是一种利用工质相变传递热量的高效被动散热装置,具有传热能力强、传热热阻低、传输距离长、等温性好、无运动部件等优点,在高热流密度电子器件散热和航天器热控等方面具有广阔的应用前景。

本文首先介绍LHP的工作原理与工作特性,并分析蒸发器内的传热过程,阐述“背向导热”和“侧壁导热”造成的热漏对系统运行的影响。

为了减少“侧壁导热”对系统性能的影响,将蒸发器从原来的O型圈密封改变为焊接密封,系统的运行性能得到提高。

实验结果表明,在蒸发器壁面温度不超过85℃的条件下,系统最大运行热负荷从140W提高到240W。

为了降低“侧壁导热”和改善系统的启动性能,本文提出一种新型的双毛细芯蒸发器LHP系统。

基于此,设计蒸发器分别采用O型圈和焊接密封的两套实验系统,研究不同充灌率、热沉温度、工质和重力辅助倾角下的运行特征,并对系统的温度波动现象进行机理分析。

实验结果表明,双毛细芯蒸发器LHP系统能在10W的低热负荷下成功启动,运行中充灌率对系统运行模式的转变有着重要影响。

在重力辅助作用下,存在重力控制和毛细控制两种运行模式。

此外,在双毛细芯LHP系统的实验中还得到不同于以往系统的温度分布趋势。

通过实验分析得出,蒸发器背面毛细芯对系统运行的影响与加载的热负荷大小以及热负荷的加载方式有关。

为了解决多热源的散热问题,本文还设计和研制出一套并联式双蒸发器LHP系统,对其启动、变热负荷以及热分享等性能进行实验研究。

系统在两个蒸发器均施加热负荷的工况下,都能启动成功,并能在低热负荷下由波动运行转变为平稳运行。

高低热负荷搭配启动运行也展现出并联双蒸发器LHP系统的优势。

增加系统的充灌率,能够改善系统的启动性能。

系统内回流液的流向影响着系统的热分享性能。

本文通过实验烧结出具有高孔隙率和高渗透率的双孔径毛细芯,应用于LHP实验系统展现出良好的工作性能。

闭式环路型脉动热管实验研究的读书报告(国内文献)读书报告示意

闭式环路型脉动热管实验研究的读书报告(国内文献)读书报告示意

闭式环路型脉动热管实验研究的读书报告(国内文献)1. 曲伟,马同泽,微小空间薄液膜相变传热的微尺度效应, 航天器工程,Vol13,No.2,36-45,2004主要内容:本文对小空间的相变传热和流动的微尺度效应的研究进展进行了阐述,包括下列几个方面:固体表面上薄液膜厚度的微尺度效应;圆形截面毛细管管径的微尺度效应;毛细管的截面形状微尺度效应;壁面纳米级粗糙度的微尺度效应;微型热管(MHP)的微尺度效应和连续性极限、堵塞极限;平板热管(FMHP)的壁面粗糙度微尺度效应和沸腾极限;脉动热管(PHP)管径的微尺度效应;薄液膜的稳定性等。

研究分析了上述各方面微尺度效应的机理,归纳推知增加每个薄液膜区域的面积和增加薄液膜区域的数量这两种方法均可提高蒸发器的性能,后一种方法可操作性强,为高效蒸发器性能的提高指明了方向。

主要结论:对于薄液膜传热,各种力的对比发生根本的变化,脱离压力(Disjoining Pressure)和毛细力(Capillary Pressure)占有主导地位,而重力、粘性力、惯性力相对不重要。

在薄液膜传热和流动研究中发现,脱离压力和毛细力的对比也会因空间尺度、表面微观粗糙度等的不同此消彼长。

由于尺度减小,壁面的相对粗糙度变得越来越重要,即使是对光滑表面来讲,壁面粗糙度也是不能忽略的了,原因是光滑壁面的纳米量级的粗糙度也会改变薄液膜的吸附热,从而改变了脱离压力和毛细力的相对大小。

关于薄液膜稳定性,对薄液膜叠加了表面力,如果薄液膜出现不稳定,则会加剧其表面的波动。

可知增加每个薄液膜区域的面积和增加薄液膜区域的数量两种方法均能提高蒸发器的性能,后一种方法可操作性强,为高效蒸发器性能的提高指明了方向。

在相同的当量直径及相同加热温差下,三角形截面毛细管内总的蒸发传热量最大,圆形截面毛细管的最小。

存在问题和拟定解决措施:2.崔晓钰,翁建华,M.Groll,铜/水振荡热管传热特性的实验研究,工程热物理学报,Vol.24,No.5,864-866,2003主要内容:实验装置如上图。

脉动热管传热性能的实验研究

脉动热管传热性能的实验研究

切需要小 型的 、强散 热能力 的新型传热设 备 。脉动 热管 具有很 强的换热 能力 ,是高 效能换 热设 备的一个 重要发
展方 向。脉动 热管 (ust gH a Pp P l i et ie以下简称 P P an H, 也有称 O c l ig et ie 简称为 O P 是 9 sia a p 其 lt H P n H ) 0年代初 由 日本的 A ah[最早提 出,利用 了管 内的汽液段塞在 k ci] 1 加 热端与 冷却端之 间运 动,实现 热传递,其 最大的优点
佳的充液率,在一定的条件下脉动热管的运行达到最佳。
关键词 :脉动热管 ;传热性 能 ;影响因素 中图分类号 :T 7 , K124 文献标识码 :A
文章编号 :10 -6 92 0 )60 2 -3 0 213 (0 60 -0 30
P r me rc Ex e i e t l t d n Ch r c e itco a a s e f u s t g He tP p a a t i p r m n a u y o a a t rs i fHe t S Tr n f ro la i a i e P n
维ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ资讯
加热设备
工业加 热》 3 卷 20 第 5 06年第 6期
脉动热管传热性能的实验研究
尹大燕, 贾 力
( 北京交通大学 机械与 电子控 制工程学 院,北 京 10 4 ) 0 0 4
摘要 :对脉动热管 的运行 进行了可视化实验,分析 了影 响脉 动热管运行性 能的 因素,并且在不 同的充液率 、传热量和不凝性气 体含 量的条件下,对脉 动热管的运行进行 了测试 ,实验结果表明:脉 动热管的整体热阻受充液率 、传热量 不凝性气体的影响,存在最

热管特性的实验研究的开题报告

热管特性的实验研究的开题报告

热管特性的实验研究的开题报告标题:热管特性的实验研究摘要:热管作为一种有效的热传递装置,在工业生产中具有广泛的应用。

目前,学术界对热管原理和特性的研究已经很深入,但是对于实验方法和实验结果的分析研究还存在一定的不足。

本研究旨在开展一系列的实验研究,探究不同工况下热管的特性,并对实验结果进行分析和总结。

关键词:热管、热传递、实验研究、特性分析一、研究背景与意义热管是一种基于热传递原理的热管道,利用液体在管内通过汽化和冷凝使得热量传导的设备。

它由容积很小、密闭的外壳、吸附剂、蒸汽空间以及冷凝空间等组成。

热管具有高热传递效率、传热距离长、设备维护简单等优点,在国内外得到广泛应用。

目前,学术界对热管特性的研究已经比较深入,但是实验研究还需要开展更深入的探究。

对于热管的实验研究,既可以是实验室实验,也可以是工程实验。

实验可以采用静态或动态实验方法,探究不同操作工况下热管的特性。

在实验的基础上,分析热管的特性,并对实验结果进行总结和分析,可以进一步提高热管的应用价值。

二、研究内容和方法1. 研究内容本研究旨在探究不同操作工况下热管的特性,研究内容包括以下方面:(1)实验测试不同工况下热管的性能参数,包括传热量、传热系数、温度场分布等;(2)分析热管的传热机理,探讨不同工况下热管的传热特性变化规律;(3)建立数学模型,用数学方法对实验结果进行分析和总结。

2. 研究方法本研究采用实验研究方法,主要包括以下几个方面:(1)设计热管实验测试台,采用静态或动态实验方法;(2)针对不同的操作工况,采取不同的实验方法,测试不同的性能参数;(3)建立数学模型,对实验结果进行分析和总结,探究热管的传热机理和不同工况下的传热规律。

三、预期研究结果通过本研究,预期能够得到以下结果:(1)探究不同操作工况下热管的特性,对热管的应用提供理论依据和实验数据支持;(2)通过实验和数学模型的分析,深入掌握热管的热传递机理和热传递规律;(3)总结和发表研究成果,对热管的研究和应用具有一定的推广和指导意义。

环路型脉动热管的稳态运行机制

环路型脉动热管的稳态运行机制

3.2管径和传热量的影响
如图3所示,随着传输功率的增大,循环流动的速度增加,毛细滞后阻力、摩擦阻 力等都相应地增加,因此,所需要的驱动力也要增加。这样,潜热传热量与总传热量之 比也要增加,而且管径小时.增加的幅度要更大。流速增加。过冷工质流过加热段的频 率要增加,以适应以显热为主、潜热为辅的热量增加传输需要。管径增加,流速增加更 加迅速,因此.壁面温度波动的频率幅度增大。如图4所示。
中国工程热物理学会 2003年学术会议
传热传质学 编号:033117
环路型脉动热管的稳态运行机制
曲伟马同泽
中国科学院工程热物理研究所,北京中关村路乙12号,100080
010—62659322,weiqu@mail.etp.ac.cn
摘要 建立了环路型脉动热管稳态自激循环流动运行机制的物理模型和数学模型。潜热 传递决定了运行的驱动力和循环流动的速度;显热传递决定了净换热量的大小。通过 关联加热段和冷却段的传热、进出口汽液容积流率、密度、运行驱动力和阻力,对传 热和流动进行了耦合求解。结果表明,潜热传热量占总传热量的比例在30%以内:工 质循环流动的速度决定了壁面温度波动,温度波动频率的分析结果与实验值基本吻合。 关键词:环路型脉动热管、稳态自激循环流动、显热、潜热
v、脉动热管的温度波动频率^单元体加热段工质的进出口温度疋和死(即冷却段工质 的出进口温度)、采用的毛细管的内径4、单元体的长度厶冷却段的长度厶、脉动热管
的充液率矿、输运的热量Q等。给定传热量Q、相关的几何量、冷却段出qT质温度
疋后,取脉动热管单元体的倾角口=F詹,对式(6)(7X15X17)IⅡI式迭代求解潜热传热量和 总传热量之比卢和汽液塞的运动速度y等,再根据式08)士1-算温度波动的频率^
△只2±BgLsina

脉动热管的试验及理论研究现状

脉动热管的试验及理论研究现状

基础遥
2 理论与数值分析研究现状
在脉动热管的理论研究过程中袁涉及毛细力学尧
传热学尧热力学尧流体力学等多门学科袁可将现阶段
的理论研究现状分为 4 类理论模型:
7
河南建材 201281 年第 17 期
2.1“弹簧 - 质量 - 阻尼系统”模型
Zuo[11]等将气塞模拟成弹簧袁对液塞进行受力分
析袁建立了野单弹簧-质量-阻尼冶模型袁而由于该模
摩擦力和驱动力的作用袁改进了野弹簧-质量-阻尼
系统冶模型袁获得了气尧液塞位移的解析解袁模拟结
果与实验较为吻合袁然而袁由于该模型忽略了液膜
蒸发迁移及表面张力等影响因素袁不能准确描述热
管的物理规律遥 而 Nikolayev[14]等基于气尧液塞单元
的质量尧 动量和能量守恒方程所建立的数学模型袁
能更好的阐述重力尧表面张力和液膜蒸发相变传热
发段出现野烧干冶袁充液率过大会使蒸发段形成的气
泡数减少袁削弱热管的震荡效果袁故热管存在最佳的
充液值遥 陈贝贝[5]等对铜-乙烷脉动热管进行试验袁
发现最佳充液率为 50%袁且传热性能与充液率呈倒
U 型曲线关系遥 Miyazaki[6]等则认为脉动热管的最佳
充液率与加热方式密切相关遥
目前脉动热管采用的工质主要有水尧 电子冷却
型过于简化袁 没有考虑表面张力及液膜的作用袁模
拟与试验观测差别较大遥 Wong[12]等在该模型的基础
上联立每组气塞尧液塞袁建立野多弹簧-质量-阻尼系
统冶模型袁极大地简化了管内工质的运动特征袁但传
热和相变过程未加以考虑袁偏离物理实际袁所以缺
乏实际应用价值遥 Ma[13]等利用 Laplace 变换袁考虑热
理研究[D].中国矿业大学,2018.

闭式脉动热管启动性能的实验研究

闭式脉动热管启动性能的实验研究

正常稳 态运行 起着 决 定 性 的作 用 , 内外 目前 已经 国
收稿 1 期 :0 10 -6 修 回 日期 :0 10 —5 3 2 1 -5 ; 0 2 1 —6 1
基金 项 目 : 苏 省 自然 科 学 基 金 ( K 0 16 ) 江 B 2 10 2
第 l 0期
刘 向东 等 : 闭式 脉动 热 管 启 动 性 能 的实 验 研 究
un e fe e two k n o diin se p rm e al n e tg t d.Th n u nc flq i le ai d rdi r n r i g c n to swa x e i ntlyi v si ae f e if e e o i u d f ld r to,ic iai n a gea l i n ln to n l nd h a o d n tr— p e o ma c we e n lz d. T tpe o h sa tu p o e s e tla o sa tu p r r n e f r a ay e wo y s f t e tr— p r c s we e b ev d: t e tr— wih r o s re h sa tup t a pae e p rt r v r h o nd t t r— p wi mo t e e aur nceai g. Th rs ls idiae t tt e o tm a p r nttm e au e o es o ta he satu t s oh tmp r t e i r sn h e e ut n c t ha h p i l
u i c e s swh l he ma i p tme de r a e ie t xmum t r— p tmp r t e ic e s s satu e e aur n r a e .

脉动热管近年的研究现状

脉动热管近年的研究现状

脉动热管近年的研究现状2014年[1]Saha N, Das P K, Sharma P K. Influence of process variables on the hydrodynamics and performance of a single loop pulsating heat pipe[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2014, 74: 238-250.部分结论:(1)最佳充液率40%-50%;(2)最佳倾角50°-70°,该区间内热阻最小;(3)最大内经(4)存在一个临界启动力,低于该值就不会发生振荡,启动力随着倾角降低而增加(由于重力影响减弱了),随着充液率增加而增加(因为气泡运动受约束,流态转变阻力增大)。

(5)文章中提到了一个流型图可以借鉴,但是该图为实验数据得到,受到条件显示,文中提到冷凝器的操作环境可能对图形有很大的影响还需进一步研究。

A:最小驱动力图线,低于该线没有振荡。

随着倾角减小而增加。

D:干烧界限在BC之间是塞状流向环状流转变的过度期间。

70°时,干烧界限达到最大值,说明有很好的热效率。

[2]Kwon G H, Kim S J. Operational characteristics of pulsating heat pipes with a dual-diameter tube[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2014, 75: 184-195.结论:采用这种方式可以最多降低PHP 的热阻45%。

存在一个最佳的直径差,4.0/25.0<∆<avg D D[3]Mameli M, Marengo M, Khandekar S. Local heat transfer measurement and thermo-fluid characterization of a pulsating heat pipe[J]. International Journal of Thermal Sciences, 2014, 75: 140-152.部分结论:通过测量管壁和内部流体温度计算局部换热系数,发现换热特性主要取决于输入功率以及倾角。

脉动热管扩热板的传热性能研究的开题报告

脉动热管扩热板的传热性能研究的开题报告

脉动热管扩热板的传热性能研究的开题报告题目:脉动热管扩热板的传热性能研究一、选题的背景脉动热管作为一种高效的热传输方式,已经被广泛应用于航空航天、电子设备、工程机械等领域中。

在实际应用过程中,脉动热管的扩热板作为热传输的关键部件,其传热性能对脉动热管的整体性能及应用效果影响较大。

因此,对于脉动热管扩热板的传热性能进行研究,对于提高脉动热管的热传输效率和应用性能具有重要意义。

二、选题的意义1. 提高脉动热管的热传输效率和应用性能。

2. 为新型脉动热管扩热板的设计和研发提供技术支持和理论基础。

3. 推动脉动热管技术的发展和应用。

三、研究内容和方法本文将从脉动热管扩热板的传热特性出发,利用数值模拟和实验研究方法,探究脉动热管扩热板的传热机理、热阻分析、热传输特性及其对整体热传输性能的影响等方面内容,具体研究内容包括:1. 建立脉动热管扩热板的数学模型,探究其传热特性。

2. 对脉动热管扩热板的传热机理进行分析。

3. 探究脉动热管扩热板的热阻分析和热传输特性。

4. 实验验证脉动热管扩热板的传热性能,并与数值模拟结果进行比较。

四、进度安排第一年:1. 对脉动热管扩热板的传热机理进行研究。

2. 建立脉动热管扩热板的数学模型。

第二年:1. 探究脉动热管扩热板的热阻分析和热传输特性。

2. 进行实验验证脉动热管扩热板的传热性能。

第三年:1. 对实验结果进行分析,并与数值模拟结果进行比较。

2. 总结研究成果,撰写毕业论文。

五、预期成果1. 深入探究脉动热管扩热板的传热机理和特性,为新型脉动热管扩热板的研发提供理论基础。

2. 实验验证脉动热管扩热板的传热性能,提高脉动热管的热传输效率和应用性能。

3. 推动脉动热管技术的发展和应用。

六、参考文献1. Kim, G. M., & Kim, Y. B. (2016). A review on heat transfer characteristics of pulsating heat pipe. Journal of Mechanical Science and Technology, 30(5), 2045-2057.2. Ma, H. B., & Peterson, G. P. (2010). Heat transfer characteristics of a pulsating heat pipe with multiple U-shapes. International Journal of Heat and Mass Transfer, 53(7-8), 1554-1564.3. Dutta, P., & Das, P. K. (2014). Ground clearance effects on thermal and hydraulic behavior of an oscillating heat pipe. International Journal of Heat and Mass Transfer, 69, 490-497.4. Hao, X., Liu, J., Fu, Y., & Li, Y. (2017). Geometric effects on hydrothermal oscillation and heat transfer performance of pulsating heat pipes. International Journal of Heat and Mass Transfer, 107, 119-127.5. Li, W., & Li, H. (2017). Effect of gravity on the thermal performance of a pulsating heat pipe with parallel interconnecting branches. International Journal of Heat and Mass Transfer, 115, 196-202.。

脉动热管技术研究综述

脉动热管技术研究综述

Akachi[1]提出了无芯两相回路的创新概念,大 多数称为脉动热管,具有交替的加热和冷却区域。 其不同于传 统 的 微 热 管[2], 具 有 体 积 小、 灵 活 性 高、结构简单紧凑、成本低、传热性能高 (高于 金属几十倍)、无外部机械要求等优异特性,受到 国内外许多学者的青睐,显示出许多工业领域的应
用前景,特别是在电子冷却、余热回收、干燥、太 阳能集热等方面[3-4]。
脉动热管结构如图 1所示,主要可分为闭合回 路型、开放回路型、以及衍生的带单向阀的闭合回 路型。其工作原理为:具有一定充液量的抽真空脉 动热管,其蒸发段液体工质吸热蒸发产生气泡,形
收稿日期:2017-8-15 作者简介:冯锦新 (1995-),男,本科生,主要研究方向为工程热物理。Email:2270630277@qqcom
图 1 脉动热管结构示意图
脉动热管操作机制,具有独特的优势:当其在 稳定运行时,由吸热和冷凝引起的工质的膨胀和收 缩是振荡运动的驱动力,而驱动流入管内的工质是 液塞和气塞的振荡运动,并非由芯结构产生的毛细 管力。此外,由于表面张力的影响,液塞和气塞随 机地形成并分布在管道内。因此,由于其非常复杂 的两相传热、传质过程和多变量运算机制,很难被 完全揭示,目前对其认识与研究还处于不断深入阶 段[5]。
第 1期2(0第1837年卷3总月142期) 制 冷
73
文章编号:ISSN1005-9180(2018)01-0073-06
脉动热管技术研究综述
冯锦新
(华南理工大学 化学与化工学院,广东 广州 510640)
[摘要] 脉动热管作为一种新型传热装置,具有体积小、灵活性高、成本低、传热性能高以及无外部机 械要求等优异特性,在微电子器件冷却散热、余热回收、太阳能集热以及航空航天热控技术等领域中都具 有巨大的应用潜力。本文介绍了脉动热管的工作原理,并综述了脉动热管在可视化实验、传热性能的影响 因素、理论分析以及实际应用等方面的研究现状,最后,讨论分析了今后脉动热管的研究方向,主要着重 理论机制、影响因素、以及应用拓展方面。 [关键词] 脉动热管;传热特性;理论模型;研究综述 [中图分类号] TB66 文献标示码:B doi:103969/JISSN1005-9180201801015

脉动热管技术的研究进展_朱晓琼_201508

脉动热管技术的研究进展_朱晓琼_201508

抽真空管 冷 凝 段
注液管 液塞
绝 热 段
蒸 发 段
单向阀
气泡
闭式回路型
带单向阀的 闭式回路型
弯头
图 1 脉动热管示意图
开路型
2 脉动热管的实验研究现状
2.1 脉动热管的可视化研究 通过可视化实验观察脉动热管启动和稳定运行时的 工质流态是一种常用的研究方法。Tong 等人[5-7]发现在 热管蒸发段可以观察到核态沸腾现象及气泡的膨胀、集 合等行为,且在加热量达到一定程度后工质在热管内会 形成定向循环流动。Yang 等[8]发现在充液率为 40%~ 70%时,低加热功率时只有液弹的振荡运动,高加热功率 时逐渐变为循环流动。Xu 等人[7]发现工质的种类会影响 气泡在脉动热管内的速度及位置,屈健等[9]则发现管径、 倾角及弯头数都会影响脉动热管内工质的流动状态,从 而影响换热。 曲伟等 在 [10] 半可视化脉动热管实验台发现,管内工 质的流型与加热功率有关,功率较小时为间歇振动,功率 较大时为单向脉动流动。同时发现热阻与加热器功率、 热管倾角及不凝性气体含量有关。杨蔚原等人[6]通过可 视化实验发现充液率、温差、对流换热条件、加热段与冷 却段的长度比例、管内表面状况都对脉动热管的稳定性 有影响。曹小林等人[11]在可视化实验中发现脉动热管存 在传热极限,且在最佳充液体率为 50%和最佳倾角为 50° 时的传热极限最高,当热流密度较大时,通道形状对传热 性能的影响较小。 一些学者也采用了特殊的探测技术对脉动热管进行 了可视化研究。Borgmeyer 等 采 [12] 用中子成像技术对铜 管式脉动热管进行了可视化研究,发现加热功率会影响 热管内的工质脉动,随着加热功率的增大,工质脉动会逐 渐趋于稳定。李志宏等人 通过 [13-14] 电容成像方法,测量 了脉动热管内两相流的液膜厚度,发现脉动热管流型呈 现出弹状流、混合流和环状流等。 总体而言,脉动热管内的工质流动及流型比较复杂, 在不同工况下会出现多种流型,伴随着气泡的生成、膨 胀、聚合、凝结与消失,流型与传热性能密切相关,随着加

PDMS脉动热管的基础实验研究的开题报告

PDMS脉动热管的基础实验研究的开题报告

PDMS脉动热管的基础实验研究的开题报告一、选题背景及意义:热管作为一种高效的传热器件已经得到了广泛的应用。

脉动热管相比于普通热管具有更好的热传输效果,在空间工程、航空航天、军事等领域中有着重要的应用价值。

PDMS是一种有机硅高分子材料,具有许多优异的特性,如良好的化学稳定性、优良的光学性质、高的弹性模量和变形能力等,已经广泛应用于微流控技术、生物芯片、生物医学等领域。

本文选取PDMS为工作流体,采用电加热的方式对PDMS脉动热管进行实验研究,旨在探究PDMS材料在脉动热管中的传热特性,为新型脉动热管的研究提供一定的理论依据。

二、研究内容、研究方法及技术路线(1)研究内容:本文将从以下几个方面研究PDMS脉动热管的性能:1. PDMS脉动热管的制备方法及优化。

本文将采用压力注塑的方法制作PDMS脉动热管,在实验中优化PDMS脉动热管的制备方法,提高其稳定性和传热效率。

2. PDMS脉动热管的基本特性测试。

本文将研究PDMS脉动热管的传热性能,包括启动性能、热导率、效率等。

3. PDMS脉动热管的优化设计。

本文将通过改变PDMS脉动热管的结构参数,优化其传热性能,提高其热传输效率。

(2)研究方法:1. 实验方法:通过设计不同形状、不同材料、不同尺寸的PDMS脉动热管,分析其热传输效率。

2. 数值模拟方法:本文采用数值模拟的方法分析PDMS脉动热管的热传输特性,通过改变热管内部结构、工作流体等因素,优化PDMS脉动热管的传热性能。

(3)技术路线:制备PDMS脉动热管——PDMS脉动热管的基本特性测试——PDMS 脉动热管的优化设计——PDMS脉动热管的优化设计——数据处理和分析。

三、预期结果及创新性(1)预期结果:1. 探究PDMS材料在脉动热管中的传热特性;2. 分析PDMS脉动热管的优化设计方法;3. 提高PDMS脉动热管的传热效率,为其在实际应用中提供理论依据。

(2)创新性:1. 采用PDMS材料作为脉动热管的工作流体,对于脉动热管的研究是具有新意义的。

脉动热管可视化实验普遍性问题研究

脉动热管可视化实验普遍性问题研究

67
2. 2 直接测量法 具体方 法如下: 首先将脉动热 管的充液口与
具塞式玻璃滴定管相连接, 然后向具塞式 玻璃滴 定管内充注一部分工质, 旋转玻璃塞, 使工质沿充 液口接头缓慢注入。注意此时不要将充液口完全
堵死, 以便于液体内部气泡能够逸出, 使得玻璃管 内全部被液体充满, 从而更准确地测量 V T 。通过 多次测量 V T 求其平均值, 即为脉动热管的内部总 容积, 本实验用脉动热管内部容积 V T 计算数据见 表 1。
赖于脉动热管的内外压力差、表面张力、重力等因 素。王伟[ 18] 指出, 在脉动热管内充 入部分工质后 立刻关闭阀门, 过一段时间后再次打开阀门, 这样 持续进行直到滴定管中的工质 全部进入铜管 内, 可以实现工 质以气 液间隔 的状态 均匀分 布在 管 内。通过实验发现这种方法存在 2 个问题, 一是工 质的充注靠牺牲真空度为代价, 而管内的 真空度 是有限的, 另外人为调 节阀门的开闭也不 可能十 分迅速, 故在阀门打开的一瞬间, 大部分工质就会
笔者对脉动热 管可视 化实验 过程中 遇到的 一些 问题进行 了 实验 研 究, 获 得了 比 较满 意 的 解决 方法。
( a) 仅有充液口( 抽真空口)
( b) 既有充液口又有真空表接头 图 1 脉动热管结构形式
( c) 改进后的结构形式
1 脉动热管的结构形式 经查阅 资料发现, 国内应用于 实验的脉动热
脉动热管( pulsat ing heat pipe, PH P ) 最早由 日本人 A kachi[ 1 3] 发明, 它由没有吸液芯的毛细管 反复弯折而成, 依靠气 柱和液柱的往复循 环来实 现热量传热。它最基本的结构型式有 2 种: 回路型 ( L ooped P H P) 和非环路型( Un looped P H P) 。脉 动热管具有结构简单、成本低廉、传热性能优 良、 稳定性好等诸多优点, 故能够应用于电子 元器件 及航空航天领域的散热系统。目前国内外对脉动

闭式脉动热管启动和运行的机理及其经验关联式的研究

闭式脉动热管启动和运行的机理及其经验关联式的研究

闭式脉动热管启动和运行的机理及其经验关联式的研究本文对脉动热管的启动和运行阶段进行了可视化实验研究,对脉动热管的启动和运行机理进行了探究。

同时对脉动热管的启动和运行过程进行了传热实验,得到实验数据,在分析各参数对无量纲热流密度Ku影响的基础上,分别对脉动热管启动和运行工况下的传热经验关联式进行了拟合。

在脉动热管运行过程中观察到了核态沸腾现象、气塞的合并与分裂以及液塞的分裂和回流现象,这些现象的发生为脉动热管的启动和稳定运行提供了动力。

在启动过程中观察到了脉动热管的三种流型变化:泡状流、泡状流-塞状流和塞状流。

同时发现在脉动热管启动初期,管内气液塞分布具有随机性,而脉动热管在启动末期工质排列更有利于脉动的发生,这是由于随着气泡生成以及气液塞破裂和合并的发生,使得管内存在压差并驱动气液塞平均分布。

脉动热管的启动过程是脉动热管内工质气液塞重新排列的过程。

在运行的过程中观察到了三种流型:塞状流、混合流和环状流。

观察到了在中低加热功率下脉动热管内无法形成单向稳定循环流动,脉动方向经常发生改变并且经常出现流动停滞现象。

在高加热功率下观察到了工质单向稳定循环流动,也会发生脉动停滞、流向转变等现象。

在脉动热管启动和运行传热经验关联式的拟合过程中,对脉动热管进行了热平衡实验,确保了绝热措施良好。

同时对无量纲参数Ja、Bo、Pr以及充液率和加热角度因素与无量纲热流密度Ku的关系进行了分析,确定了拟合经验关联式中的自变量。

通过对已有公式的分析,发现其由于未考虑充液率因素、自变量指数偏大、使用单一工质的传热数据进行拟合等原因而具有应用上的局限性,故通过对多工质传热数据的整理,对脉动热管启动和运行下传热经验关联式进行拟合。

将其与已有公式进行比较,新公式考虑了充液率影响,且自变量指数绝对值大小与正负值均较为合理。

结果显示脉动热管启动和运行的传热经验关联式的计算Ku值与实验Ku值有较好的重合度。

环路热管研究资料

环路热管研究资料

北京航空航天大学2014-2015学年第一学期现代飞行器环境控制新技术班级 SY14055班学号 SY1405514姓名_ _武飞_ _成绩 ____ ___航空科学与工程学院二零一五年一月二十六日环路热管1. 基础知识 (3)1.1 传统热管简介 (3)1.1.1 传统热管的工作原理 (3)1.1.2传统热管的优点与局限 (4)1.2 环路热管简介 (5)1.2.1 系统构成与工作原理 (5)1.2.2 部件介绍 (7)1.2.3 工质选择 (9)2. 国内外研究现状 (10)2.1 环路热管的实验研究 (10)2.2 环路热管的理论建模 (12)3. 关键技术 (13)4. 主要研究内容 (15)5. 结论 (15)6. 参考文献 (17)环路热管1. 基础知识1.1 传统热管简介1.1.1 传统热管的工作原理图1.1给出传统热管的结构示意图,沿管长方向依次为蒸发段、绝热段和冷凝段。

传统热管利用工质的蒸发和凝结来传递热量,液体工质在蒸发段吸热蒸发,产生的蒸气沿热管中心蒸气通道经绝热段流至冷凝段冷凝放热,凝结的液体在毛细芯产生的毛细压力作用下经毛细芯从冷凝段回流至蒸发段,如此循环,实现热量从热源至热沉的高效传输,而无需外加动力。

图1.1 传统热管示意图 图1.2 毛细压力驱动工质循环 毛细压力是热管内工质循环的驱动力。

如图1.2所示,在热管的蒸发段,液体不断从毛细芯表面蒸发变成蒸气,致使气液界面的曲率半径逐渐减小,气液界面两侧的压差e p ∆相应增大;而在冷凝段,蒸气不断在毛细芯表面凝结变成液体,致使毛细孔内的气液界面趋于一个平面,曲率半径c R 不断增大,气液界面两侧的压差c p ∆相应减小。

毛细芯提供的毛细压力cap p ∆可表示为: r r R R p p p c e c e c e cap θσθσσσcos 2cos 222-=-=∆-∆=∆ (1.1) 工质在热管内循环的压降主要包括蒸气从蒸发段流向冷凝段的压降v p ∆,液体从冷凝段回流至蒸发段的压降l p ∆以及重力对液体流动引起的压降g p ∆(蒸发器位于冷凝器下端蒸 气 流 向 回流方向 热源 热沉蒸发段绝热段 冷凝段时,重力辅助液体回流,此项为负值;蒸发器位于冷凝器上端时,重力阻碍液体回流,此项为正值)。

脉动热管的流动可视化及传热特性的实验研究的开题报告

脉动热管的流动可视化及传热特性的实验研究的开题报告

脉动热管的流动可视化及传热特性的实验研究的开题报告一、研究背景和意义热管是一种基于传热工作原理的高效换热器件,可用于任意介质、任意方向的传热,具有传热效率高、传热距离远、体积小等优点。

脉动热管则是一种特殊的热管类型,其工作原理是通过周期性地改变工作介质的相态,产生流动脉动以增强传热效果。

近年来,随着流动可视化技术和数值模拟方法的发展,脉动热管的研究越来越受到关注。

本研究旨在通过脉动热管的流动可视化和传热实验,探究脉动热管内部的流动规律和传热特性,为脉动热管的设计和应用提供科学依据。

二、研究内容和方法1.研究内容:(1)脉动热管的工作原理和结构特点的介绍;(2)脉动热管内部流动规律的流动可视化研究;(3)脉动热管传热实验,探究不同参数下的传热性能;(4)研究结果的分析和讨论,提出脉动热管的优化设计方案。

2.研究方法:(1)文献综述、实验研究和理论分析相结合的方法;(2)使用流体力学仿真软件模拟脉动热管的流动;(3)采用流动可视化技术观察流动规律;(4)设计不同参数的传热实验,并通过数据分析得出传热特性。

三、预期成果和意义通过本研究,预期可以得出以下成果:(1)脉动热管内部的流动规律和传热特性的实验数据,为脉动热管的设计和应用提供依据;(2)发现脉动热管的优缺点,为进一步优化设计提供引导;(3)提出脉动热管的优化设计方案和应用前景,为相关领域的研究和开发提供参考。

四、研究计划和进度安排(1)文献综述和理论分析:1个月(2)仿真模拟和流动可视化实验:3个月(3)传热实验和数据分析:2个月(4)结果分析和论文撰写:1个月预计总计划时长为7个月,时间分配合理,按计划推进。

如有变化将及时调整。

脉动热管的性能研究的开题报告

脉动热管的性能研究的开题报告

脉动热管的性能研究的开题报告1. 研究背景脉动热管作为一种高效的热管理器件,已经在众多领域得到广泛的应用,例如航空航天、电子设备、光纤通信等。

然而,由于其结构复杂、传热机制多样等特点,脉动热管的性能研究仍然存在一定的挑战。

现有的脉动热管性能研究大多停留在理论模拟或单一工况实验研究上,对于脉动热管的多工况性能研究,尤其是在复杂应用场景下的性能分析研究显得尤为重要。

因此,本文将结合多项实验研究和数值模拟,对脉动热管的性能研究做出深入探讨,以期为相关领域的实际应用提供具有指导意义的理论和实践支持。

2. 研究目的和意义2.1 研究目的本研究旨在全面分析脉动热管的传热机理和性能特征,结合数值模拟和实验研究,探究不同因素对脉动热管性能的影响规律,以期为脉动热管在工程实践中的应用提供理论指导。

2.2 研究意义脉动热管作为一种高效的热管理器件,其在众多领域均有广泛应用。

通过深入研究脉动热管的传热机理和性能特征,能够对其性能优化和应用拓展提供有力支持。

同时,本研究的成果也将为相关领域提供更为详细和科学的脉动热管性能分析结果,为各类热管理器件的设计和选择提供参考。

因此,本研究在工程实践中具有重要的现实意义和应用价值。

3. 研究内容3.1 脉动热管的基本原理和结构特征3.1.1 脉动热管传热机理的分析3.1.2 脉动热管的结构特征及工作原理3.2 脉动热管传热性能的数值模拟研究在深入分析脉动热管的基本原理和结构特征之后,本文将采用数值模拟的方法,对脉动热管的传热性能进行深入研究。

针对不同的工况,利用计算流体力学软件,建立脉动热管的数值模型,并进行流场数值模拟,对不同工况下脉动热管的传热性能进行分析。

3.3 脉动热管传热性能的实验研究本文将在已有数值模拟研究的基础上,通过实验研究的方法,对脉动热管的传热性能进行验证和评估。

通过建立实验平台,进行不同工况下的实验测试,得到脉动热管传热性能的实验数据,并与数值模拟结果进行对比和分析。

L形脉动热管启动和传热特性的研究

L形脉动热管启动和传热特性的研究

L形脉动热管启动和传热特性的研究
池日光;郭子瑞;公绪金
【期刊名称】《制冷学报》
【年(卷),期】2022(43)5
【摘要】针对电动汽车锂离子电池发热的问题,本文提出了上部加热/底部冷却型L 形脉动热管。

该脉动热管具有加热段长、冷却段和绝热段短的特点。

研究了在供热量为10~30 W,冷却水温度为20~30℃,甲醇充液率为7.1%~21.2%条件下L形脉动热管启动与传热特性的影响。

实验结果表明:随着充液率的增加,该脉动热管的启动温度呈增大的趋势,而热阻呈先减小后增大的趋势。

并且随着加热量的增加,启动温度、启动时间和热阻均呈减小的趋势。

当充液率为10.1%~14.1%时,在10~20 W的加热量和25℃冷却水条件下电加热板的平均温度保持在54.7℃以内,表明L 形脉动热管能够充分保障电动汽车电池正常工作所需温度,且显示出良好的启动和传热性能。

【总页数】7页(P99-105)
【作者】池日光;郭子瑞;公绪金
【作者单位】哈尔滨商业大学能源与建筑工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TB611;TK172.4;U469.72
【相关文献】
1.平板回路型脉动热管启动阶段传热特性的试验研究
2.乙烷脉动热管的启动性能和传热特性
3.乙烷脉动热管的启动性能和传热特性
4.AEO-9表面活性剂对脉动热管启动和传热特性的影响
5.氧化石墨烯/水脉动热管的启动及传热特性
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

闭式回路脉动热管运行性能的研究的开题报告

闭式回路脉动热管运行性能的研究的开题报告

闭式回路脉动热管运行性能的研究的开题报告一、研究背景脉动热管是利用两相流动特性实现高效热传递的一种换热器件,在工业领域、航空航天领域、电子设备散热等领域得到广泛的应用。

近年来随着技术的不断发展,研究人员对于脉动热管的结构优化、工作原理和性能研究等方面进行了深入的探索和研究。

其中,闭式回路脉动热管作为一种种类之一,其工作原理是将工质在管内闭合循环运动实现换热,具有运行稳定性高、热流控制精度高等特点,在低温热管理、热工力学等领域也有广泛的应用。

当前,闭式回路脉动热管的研究主要集中在理论模型和实验验证方面,而基于实际工作条件下的闭式回路脉动热管的运行性能研究相对较少。

因此,对闭式回路脉动热管的运行性能进行深入的研究和探索,对于进一步提高热管的工作效率,改善其工作性能,具有重要的科学意义和工程应用价值。

二、研究内容1.闭式回路脉动热管的工作原理和结构优化研究。

2.闭式回路脉动热管的传热特性和传质特性分析。

3.基于实际工况的闭式回路脉动热管运行性能研究,包括温度分布、热阻变化、运行稳定性等方面的分析。

4.闭式回路脉动热管的性能模拟和试验验证,对研究结果进行验证和验证其实用性。

三、研究意义开展闭式回路脉动热管的运行性能研究,有助于对热管的运行机理有更为深入的了解,对于提高闭式回路脉动热管的运行稳定性和热流控制效率具有重要的意义。

并且,该成果研究对于推动其他类型的脉动热管的性能研究具有一定的借鉴意义。

四、研究方法本研究将采取理论分析和实验验证相结合的方法开展。

首先,在研究闭式回路脉动热管的结构和工作原理方面,将采用流体力学、热传导等相关领域的理论知识进行分析和建模,优化热管的结构和工作参数。

其次,在热管的性能模拟和试验验证等方面,将采用计算机模拟和实验室实验等手段进行研究,并对研究结果进行分析和对比。

五、预期成果本研究将通过对闭式回路脉动热管的运行性能进行深入的研究和分析,得出较为精确的闭式回路脉动热管的性能参数和特性数据,并通过实验验证考察其实用性和性能表现。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

闭式环路型脉动热管实验研究的读书报告(国内文献)1. 曲伟,马同泽,微小空间薄液膜相变传热的微尺度效应, 航天器工程,Vol13,No.2,36-45,2004主要内容:本文对小空间的相变传热和流动的微尺度效应的研究进展进行了阐述,包括下列几个方面:固体表面上薄液膜厚度的微尺度效应;圆形截面毛细管管径的微尺度效应;毛细管的截面形状微尺度效应;壁面纳米级粗糙度的微尺度效应;微型热管(MHP)的微尺度效应和连续性极限、堵塞极限;平板热管(FMHP)的壁面粗糙度微尺度效应和沸腾极限;脉动热管(PHP)管径的微尺度效应;薄液膜的稳定性等。

研究分析了上述各方面微尺度效应的机理,归纳推知增加每个薄液膜区域的面积和增加薄液膜区域的数量这两种方法均可提高蒸发器的性能,后一种方法可操作性强,为高效蒸发器性能的提高指明了方向。

主要结论:对于薄液膜传热,各种力的对比发生根本的变化,脱离压力(Disjoining Pressure)和毛细力(Capillary Pressure)占有主导地位,而重力、粘性力、惯性力相对不重要。

在薄液膜传热和流动研究中发现,脱离压力和毛细力的对比也会因空间尺度、表面微观粗糙度等的不同此消彼长。

由于尺度减小,壁面的相对粗糙度变得越来越重要,即使是对光滑表面来讲,壁面粗糙度也是不能忽略的了,原因是光滑壁面的纳米量级的粗糙度也会改变薄液膜的吸附热,从而改变了脱离压力和毛细力的相对大小。

关于薄液膜稳定性,对薄液膜叠加了表面力,如果薄液膜出现不稳定,则会加剧其表面的波动。

可知增加每个薄液膜区域的面积和增加薄液膜区域的数量两种方法均能提高蒸发器的性能,后一种方法可操作性强,为高效蒸发器性能的提高指明了方向。

在相同的当量直径及相同加热温差下,三角形截面毛细管内总的蒸发传热量最大,圆形截面毛细管的最小。

存在问题和拟定解决措施:2.崔晓钰,翁建华,M.Groll,铜/水振荡热管传热特性的实验研究,工程热物理学报,Vol.24,No.5,864-866,2003主要内容:实验装置如上图。

主要结论:(1)部分充注的闭式循环毛细尺寸热管在一定换热条件下会产生振荡,振荡对热管传热性能的提高非常显著。

在本文实验条件下,振荡热管的最小热阻可达到无充注管纯导热热阻的一半以下。

利用这一特性,合理开发、设计、使用振荡热管,可以获得较为满意的换热效果。

(2)振荡热管传热性能随换热条件、充注率变化而变化。

一定充注范围内,加热功率达到一定值时,热管工作处于振荡状态。

充注率越小,振荡发生所需的加热功率越小,表现出加热功率较小时,充注率越小,热阻越小,而随着加热功率增大,热阻相差越来越小。

充注率过小或过大均不能形成振荡,热管传热性能较差。

(3)满充注热管是性能良好的单相热虹吸管。

存在问题和拟定解决措施:3.冼海珍,商福民等,自激振荡流热管脉冲加热强化传热实验研究,工程热物理学报,Vol.27,No.3,457-459,2006主要内容: 本文对脉动热管的加热方式进行了研究,得出结论如下1) 脉冲加热时热管冷、热端壁面温度振荡频率明显大于连续加热热管的壁面温度振荡频率,实验结果表明,脉冲加热可以提高管内流体的蒸发和冷凝速率以及气液相变的交替频率,使之产生更高的相变传热的热流密度以及形成更大的因压力不平衡而获得的循环动力,达到强化热管传热的目的。

2) 热管运行存在一最佳的加热功率(输出功率)范围。

3) 在相同的加热功率下进行比较,当脉冲宽度在200~1000ms 时,脉冲加热热管的传输热流量与当量导热系数均大于连续加热热管的传输热流量和当量导热系数。

4) 实验结果表明,脉冲加热强化自激振荡流热管传热的方法是可行的。

存在问题和拟定解决措施:4.徐进良,张显明,施慧烈,脉冲热管中的热力型脉动现象及实验测量, 自然科学进展,Vol.14,No.4,P436-440主要内容:本文分析了热力型脉动热管的脉动机理,对常壁温加热条件下,风冷冷却方式的闭式环路型脉动热管进行了实验研究。

PHP 热力型脉动机理分析:(1) 加热段金属壁面被汽弹冲刷在毛细管中,汽弹和液弹共存,在汽弹区,管壁存在一液体薄层,将汽弹和管壁分隔开来,薄液层提供了非常高的传热系数,沸腾发生在汽液界面处,跨过汽液界面,汽侧与液侧压力差rp p f g σ2=-,式中r 为汽液界面的曲率半径,σ为液体表面张力,汽侧温度g T 至少大于或等于对应压力p 下的饱和温度。

因为沸腾发生的汽液界面处,热量传递的方向是从液体传递到汽液界面,因而)(T g sat g f p T T ≥>,局部点A 处的金属温度为flwi g wi q T T α+=,式中wi q 为内壁热流密度,fl α为薄液膜传热系数。

(2) 加热段金属壁面被液体冲刷此时,局部点A 处的金属温度为lwi f wi q T α+=T ,因为l fl g f T T αα>>,,所以对固定金属壁面的某个点A ,被液体冲刷时,显示较高的温度值,而当该点被汽弹冲刷时,显示较低的温度值。

当PHP 工作时,局部点间隙地被汽弹或液体冲刷,所以局部点温度时而上升,时而下降,形成有规律的脉动,这就是PHP 产生热力型脉动的原因。

在冷凝段,也会产生类似的热力型脉动现象,但由于热量是由汽液介质传递给外界环境,产生的过程与加热段相反,即当局部点被液体冲刷时,显示较低温度,而被汽弹冲刷时,显示较高温度。

由于金属壁面间隙地被汽弹和液体冲刷,形成了冷凝段地热力型脉动现象。

在绝热段,由于工质与外界环境几乎无热交换,因而,热力型脉动地幅度应较小。

主要结论:(1) 对于FC -72和乙醇,PHP 各点温度均随时间作有规律的脉动,且各点的脉动周期相同。

总体上,加热段的脉动幅度最大,绝热段的脉动幅度较小。

(2) 对FC -72和乙醇的热力型脉动曲线的分析表明,在其他参数相同的条件下,FC -72具有较短的脉动周期和较小的脉动幅度,这主要是因为FC -72具有较小的表面张力和汽化潜热。

(3) 对水在低加热功率下的热力型脉动曲线的分析表明,由于水的汽化潜热很大,热力型脉动曲线很不规则,脉动幅度很大,脉动周期非常长,毛细管内工质有存在较长时间停滞的可能,工作性能不够理想。

(4) 在较低功率下,以FC -72为工质的PHP 的传热性能最好,以水为工质的最差。

但在高功率下,以水为工质的PHP 的传热性能最好,充分发挥了水具有大的汽化潜热的优势,建议根据PHP 运行的功率范围,选择采用不同的工质。

存在问题和拟定解决措施:5.曲伟,马同泽,脉动热管的工质流动和传热特性实验研究,工程热物理学报,Vol.23,No.5,2002 主要内容:本文对常热流加热边结合水冷冷却方式下的闭式环路型脉动热管进行了实验研究,实验装置如下图,得出的主要结论如下:1)对于环路型脉动热管,当加热功率较小时管内工质地流型是间歇振动;当加热功率较大时管内工质的流型是单向脉动流动。

2)随着蒸发器加热功率的增大,热阻减小。

加热器的位置对于流动和换热的影响不大。

600倾角时脉动热管地热阻达到最小。

不凝性气体的含量会显著影响蒸发器和冷凝器地运行温度水平和热阻。

存在问题和拟定解决措施:6.杨蔚原,张正芳,马同泽,脉动热管运行的可视化实验研究,工程热物理学报,Vol22,增刊,P117-120,2001主要内容:本文采用玻璃管为材质的圆形通道脉动热管进行常壁温的实验,冷却方式为风冷和水冷,不同冷却方式下采用了几组不同的充灌率,得出主要结论:(1)流经加热端的气泡在加热端的剧烈膨胀是脉动热管内的典型现象;是脉动热管稳定运行的动力源泉。

(2)底加热情况下,单向和脉动是多数充装率下脉动热管稳定运行时工质运动的显著特征。

(3)脉动热管运行受加热端与冷却端相对位置影响很大;与底加热相比,水平加热和顶加热方式运行的连续性,稳定性很差。

(4)充灌率的影响是与加热及冷却条件相关的;加热及冷却条件不同,充灌率对换热的影响不同,冷却条件差时,传热性能对充灌率的变化更为敏感。

(5)温差,充灌率,对流换热条件,加热段冷却段的长度比,管内表面状况等对脉动热管运行的稳定性均有影响。

存在问题和拟定解决措施:7.曹小林,席战利等,脉动热管运行可视化及传热与流动特性的实验研究,热能动力工程,Vol.19,No.4,P411-415,2004主要内容:本文采用电子冷却液FC72,材质采用硬铝板和酚醛树脂板做脉动热管,断面形状为正方形和正三角。

热端为常热流边界,冷却段为水冷,采用了几组不同充灌率,得出主要结论如下:(1)脉动热管的运行热阻明显低于铝板的导热热阻,相对于传统热管,脉动热管可以微型化,因此,对于电子冷却来说,脉动热管是一种十分有效的散热技术。

(2)脉动热管存在一个传热极限,加热量超过传热极限,加热段烧干,脉动热管的热阻急剧上升。

(3)脉动热管的运行存在两种运行机理:重力和表面张力和脉动力作用下没有脉动效应的运行和在重力、表面张力和脉动力作用下有脉动效应的运行。

发生脉动时传热极限明显提高,这就是脉动热管相对于常规热管的优点所在。

观察表明,脉动现象只有在较大的充灌率下才能发生。

(4)存在最佳的充灌率(50%)和最佳倾角(500),在最佳的充灌率和最佳倾角下运行的热管,其传热极限最高,在高热流密度下传热热阻最低。

(5)当热流密度较小时,三角形通道的脉动热管要优于正方形通道的脉动热管,但当热流密度较大时,通道形状对热阻和单位截面传热极限影响不大,通道大小对热管的热性能影响很小。

存在问题:1)因为可视化原因,试件中部需要绝热的部分没有绝热,而加热段和冷却段都存在一个可视面,其结果是导致测试的最大热通量将大于实际允许最大热通量。

2)加热段和冷却段只有一个面进行加热或冷却,而相应的其余面没有做保温绝热,因此实际由脉动热管带走的热量很难准确测量出来。

3)充液管置于冷却段,充液时由于工质的汽化,气泡会汇集在蒸发段,蒸发段容易产生干烧。

拟定解决措施:1)加热段/冷却段不做可视化,将其全部做保温绝热,保证加热段输入的热量全部由脉动热管的流体振荡带走,排除由其他非加热面散热的可能性。

冷却段作保温主要看脉动热管是否能正常运行导热,冷热段是否能实现热平衡。

2)绝热段如果要可视化可在酚醛树脂盖板上再外加一绝热透明盒子,将其内抽真空,避免绝热段不绝热,又可实现可视化。

3)改变充液位置,使其尽量靠近蒸发段或将其置于绝热段,让充灌后的液态工质尽可能多的分布在蒸发段,避免加热后蒸发段温度急剧上升和干烧。

8.曹小林,周晋,晏刚,脉动热管的结构改进及其传热特性的实验研究,工程热物理学报,V ol.25,No.5,P807-809,2004主要内容:本文以铜管为材质,采用水、乙醇和R123三种工质,热端采用恒温水浴加热,冷段采用恒温水冷。

相关文档
最新文档