兩相閉式熱虹吸管換熱及熵產(chǎn)特性研究.pdf

1、兩相閉式熱虹吸管也叫重力熱管，具有傳熱系數(shù)高、結(jié)構(gòu)簡單和溫度適用范圍廣等特點(diǎn)，是一種傳熱性能優(yōu)良的換熱元件，深入研究熱管內(nèi)部傳熱傳質(zhì)的機(jī)理，對熱管的強(qiáng)化換熱研究有著重要意義。利用熵產(chǎn)分析法可以知道各個(gè)過程的不可逆損失，把熱力學(xué)第二定律的熵產(chǎn)分析應(yīng)用于熱管的研究中，有助于揭示熱管內(nèi)部傳熱、相變和流動過程的耦合機(jī)理。
　　本文針對兩相閉式熱虹吸管的換熱及熵產(chǎn)特性進(jìn)行研究，首先給出熱虹吸管的數(shù)值計(jì)算模型并進(jìn)行了驗(yàn)證，再給出熱虹吸管的熵產(chǎn)

2、計(jì)算模型。接著對熱虹吸管管內(nèi)啟動過程的熵產(chǎn)特性進(jìn)行研究，最后研究不同因素的改變對熱管換熱及熵產(chǎn)特性的影響。具體研究內(nèi)容及主要結(jié)論如下：
　　(1)給出了兩相閉式熱虹吸管的二維數(shù)值計(jì)算模型并驗(yàn)證，結(jié)果表明數(shù)值計(jì)算模型是可靠的。接著給出了熱虹吸管的熵產(chǎn)計(jì)算模型，并用UDF編程實(shí)現(xiàn)了在Fluent軟件中計(jì)算熱虹吸管的熵產(chǎn)率分布和熵產(chǎn)數(shù)的計(jì)算。
　　(2)對熱虹吸管啟動過程的非穩(wěn)態(tài)熵產(chǎn)特性進(jìn)行了研究，分別分析了局部熵產(chǎn)率和熵產(chǎn)數(shù)隨時(shí)

3、間的變化。發(fā)現(xiàn)各項(xiàng)熵產(chǎn)率及總熵產(chǎn)率的最大值主要集中在蒸發(fā)段壁面處，而對于熱管整體來說，傳熱和相變熵產(chǎn)數(shù)的變化明顯且趨勢相似，且所占總熵產(chǎn)的比重較大，而粘性耗散熵產(chǎn)數(shù)不到1％且變化很小，故選擇忽略粘性耗散熵產(chǎn)，主要研究熱管內(nèi)部傳熱和相變的熵產(chǎn)特性。
　　(3)通過改變充液率、幾何結(jié)構(gòu)、工質(zhì)和加熱功率這幾個(gè)因素，數(shù)值模擬研究了對熱虹吸管換熱及熵產(chǎn)特性的影響。發(fā)現(xiàn)在本文所計(jì)算的工況中，當(dāng)工質(zhì)為水，長徑比為11.1，加熱功率200W，充液