自激振蕩流熱管被動(dòng)強(qiáng)化傳熱特性研究.pdf

1、隨著高新技術(shù)的發(fā)展,許多設(shè)備單位面積熱負(fù)荷越來(lái)越高。而這些承受高熱負(fù)荷場(chǎng)合又常常需要冷卻,并要求換熱設(shè)備小型或微型化。傳統(tǒng)熱管因微型化將受到攜帶極限限制而面臨挑戰(zhàn),自激振蕩流熱管的應(yīng)用有望解決這一技術(shù)難題。
　　 本論文針對(duì)回路型自激振蕩流熱管的熱傳輸特性,運(yùn)用實(shí)驗(yàn)研究的方法,率先從被動(dòng)強(qiáng)化傳熱的角度出發(fā),通過(guò)自激振蕩流熱管分別采用非均勻截面結(jié)構(gòu)、不等徑結(jié)構(gòu)、管內(nèi)工質(zhì)為Cu-H2O納米流體時(shí)的熱傳輸功率以及對(duì)壁面溫度特性的對(duì)比分

2、析,研究其熱傳輸及自激強(qiáng)化傳熱特性。在此基礎(chǔ)上,運(yùn)用理論分析的方法,對(duì)自激振蕩流熱管內(nèi)的物理過(guò)程進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化,構(gòu)建其內(nèi)部流動(dòng)及傳熱的數(shù)學(xué)模型,通過(guò)計(jì)算和對(duì)比分析,研究其熱傳輸及自激強(qiáng)化傳熱特性。
　　 實(shí)驗(yàn)自激振蕩流熱管材料為黃銅,總垂直高度480mm。其中,冷凝段150mm,加熱段和絕熱段共330mm,總彎頭數(shù)8個(gè),熱管傾角55°。非均勻截面結(jié)構(gòu)是在內(nèi)徑3mm等截面熱管基礎(chǔ)上,將加熱段和絕熱段加工成垂直交錯(cuò)布置、斷面為橢圓形

3、結(jié)構(gòu)型式,工質(zhì)為蒸餾水,充液率為42％。不等徑結(jié)構(gòu)同樣是在內(nèi)徑3mm等截面熱管基礎(chǔ)上,將熱管中部相間管段變成內(nèi)徑1mm的結(jié)構(gòu)型式。其中,不等徑段長(zhǎng)度220mm,工質(zhì)為蒸餾水,充液率74.5％。工質(zhì)為Cu-H2O納米流體的熱管內(nèi)徑2mm,Cu-H2O納米流體的充液率分別為40％、43％、58％、60％、67％,Cu粉體積份額分別對(duì)應(yīng)1.0％、O.50％、0.30％、O.10％、0.05％。
　　 實(shí)驗(yàn)研究得到的主要結(jié)論:
　

4、　 (1)自激振蕩流熱管采用非均勻截面結(jié)構(gòu)可以起到強(qiáng)化傳熱的作用,但加熱功率必須要達(dá)到使熱管的循環(huán)動(dòng)力足以克服非均勻截面所造成的流動(dòng)阻力。
　　 (2)自激振蕩流熱管采用不等徑結(jié)構(gòu)可以達(dá)到強(qiáng)化傳熱的目的,在中等熱負(fù)荷情況下,強(qiáng)化傳熱效果比較明顯,尤其是熱源在變徑區(qū)域的情況。
　　 (3)Cu-H2O納米流體作為自激振蕩流熱管工質(zhì),在很大程度上可以起到強(qiáng)化傳熱的作用,但只是輔助性的,而決定其熱傳輸功率的關(guān)鍵因素應(yīng)是充液率