納米流體擴(kuò)容型脈動熱管的傳熱研究.pdf

1、本課題以近年國際傳熱領(lǐng)域研究熱點(diǎn)—單環(huán)路脈動熱管(CLPHP)為研究對象,以開發(fā)新結(jié)構(gòu)、試用新工質(zhì)為目的,運(yùn)用可視化實(shí)驗(yàn)與混沌動力學(xué)方法進(jìn)行分析,所得結(jié)論為其在實(shí)際工程領(lǐng)域的應(yīng)用提供了實(shí)驗(yàn)與理論基礎(chǔ)。
　　 通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察,傳熱性能的計(jì)算,并與 CLPHP啟動運(yùn)行時(shí)測得時(shí)間-溫度曲線的比較,得到特征溫度曲線,其能夠體現(xiàn)管內(nèi)工質(zhì)運(yùn)行狀態(tài),反應(yīng)傳熱情況,為實(shí)際應(yīng)用中快速判斷脈動熱管運(yùn)行情況提供方便。
　　 在分析傳統(tǒng)型

2、 CLPHP蒸發(fā)段緩慢受熱時(shí)啟動失敗的原因基礎(chǔ)上,以增強(qiáng)管內(nèi)壓力波動為目的,通過頂部設(shè)置擴(kuò)容室,提出新型擴(kuò)容型 CLPHP,實(shí)驗(yàn)證明可有效提高脈動熱管啟動性能。
　　 通過對新型擴(kuò)容型 CLPHP傳熱性能影響因素的研究表明:提高加熱功率,可以降低啟動溫度,但加熱功率過高,則導(dǎo)致干燒；重力對運(yùn)行起促進(jìn)作用,所以脈動熱管豎直底加熱時(shí)傳熱性能最佳；低充液率時(shí),需對脈動熱管進(jìn)行局部點(diǎn)加熱才能啟動并維持運(yùn)行,定性說明了運(yùn)行過程具有混沌動力

3、學(xué)的“蝴蝶效應(yīng)”特征；增大擴(kuò)容室容積可進(jìn)一步降低脈動熱管啟動溫度,提高傳熱性能,但加熱功率較高時(shí),擴(kuò)容室內(nèi)工質(zhì)存液增加,導(dǎo)致傳熱性能下降。
　　 采用酒精為脈動熱管工質(zhì),研究表明:工質(zhì)表面張力決定充液初始分布狀態(tài),工質(zhì)汽化潛熱與飽和溫度決定啟動溫度,工質(zhì)汽化潛熱與比熱決定傳熱性能,因此,應(yīng)選擇汽化潛熱較小,飽和溫度較低且比熱較大的流體作為擴(kuò)容型CLPHP的工質(zhì)。
　　 以近年國際傳熱領(lǐng)域另一研究熱點(diǎn)—納米流體為工質(zhì)(Ti

4、O2-水),研究表明:利用分散劑所得納米流體更加均勻穩(wěn)定；納米流體強(qiáng)化傳熱作用明顯,加熱水60℃-65℃范圍內(nèi),1.5％TiO2-水納米流體提高傳熱功率20％左右,提高當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)50％左右；加熱水70℃-75℃范圍內(nèi),0.7％TiO2-水納米流體提高傳熱功率20％左右,提高當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)50％左右；納米顆粒在基流體中的分散性,是強(qiáng)化作用實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵,一旦發(fā)生團(tuán)聚沉降,則強(qiáng)化作用消失,并導(dǎo)致傳熱惡化。
　　 應(yīng)用混沌動力學(xué)對擴(kuò)容型