脈動熱管啟動及運行特性的可視化實驗研究.pdf

1、脈動熱管作為一種新型熱管，其結構和工作原理與常規(guī)熱管有很大的不同,它內部沒有毛細芯。當管徑足夠小時，工質會在表面張力等力的作用下自然地以汽液柱的形式分布于管內，并通過汽液柱的軸向振蕩和工質的相變來傳遞熱量。與傳統(tǒng)熱管相比脈動熱管具有結構簡單、價格低廉、傳熱性能優(yōu)良等優(yōu)點，故在電子元器件及航空航天領域的散熱系統(tǒng)中極具應用和發(fā)展?jié)摿Α?br>　　 可視化實驗不但能夠加深對脈動熱管運行機理的感性認識而且有利于建立精確的數學建模，因此本文首先

2、對脈動熱管進行了可視化實驗研究；由于脈動熱管能否順利啟動和運行不但關系到它的應用領域的拓展而且也影響著電子裝置的穩(wěn)定性，故本文對脈動熱管的啟動及運行特性進行了實驗分析；然后用熱阻對脈動熱管的傳熱性能進行了評價，并分析了其影響因素；最后對脈動熱管進行了基礎理論分析。根據以上的研究內容得到了如下幾個結論：
　　 ①可視化實驗。
　　 用數碼相機對脈動熱管運行過程中的流型和流向變化做了全程拍攝，對啟動過程中出現的物理現象進行了

3、描述和分析。觀察結果表明，管內的流型以長柱狀流為主，夾雜少量的連珠狀流；管內壓力分布的不斷調整使得流向由最初的局部無定向流動變?yōu)樽罱K的在整個管道內的順時針流動。
　　 ②啟動及運行特性實驗。
　　 實驗結果表明，1）三種工質相比，甲醇的啟動時間最短，當到達穩(wěn)定運行階段后其溫度脈動幅度和脈動頻率也最大，乙醇次之、水的啟動時間最長但啟動溫升最?。?）在工質種類及傾斜角度相同的情況下,60％充液率時的啟動時間最短45％次之90

4、％最長；3）在工質種類及充液率相同時,垂直放置、底部加熱時脈動熱管啟動最迅速。在逆重力模式下脈動熱管不能啟動。
　　 ③熱阻計算及其影響因素分析。
　　 用熱阻對脈動熱管的傳熱效果進行了評價。結果表明，脈動熱管的最小熱阻為0.181K/W。充液率、傾斜角度、工質種類對熱阻都有很大的影響作用。
　　 ④基礎理論分析。
　　 對脈動熱管進行了基礎理論分析。將液膜輪廓分為平衡液膜區(qū)、過渡液膜區(qū)和宏觀液膜區(qū)并在合