改進(jìn)型回路脈動(dòng)熱管可視化及傳熱性能研究.pdf

1、脈動(dòng)熱管是一種新型高效的傳熱元件，隨著散熱技術(shù)要求的提高而受到更多的關(guān)注。脈動(dòng)熱管雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但由于工質(zhì)狀態(tài)為氣液兩相流，運(yùn)行機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜，在實(shí)驗(yàn)研究和理論研究方面都需要不斷提高，從而為實(shí)際工程提供技術(shù)支持。
　　本文搭建脈動(dòng)熱管實(shí)驗(yàn)臺(tái)，對(duì)改進(jìn)型回路脈動(dòng)熱管進(jìn)行可視化實(shí)驗(yàn)和傳熱性能分析，明確了研究目標(biāo)：觀測(cè)改進(jìn)型回路脈動(dòng)熱管工質(zhì)流型及流動(dòng)方式；分析脈動(dòng)熱管的啟動(dòng)運(yùn)行溫度特征曲線；分析脈動(dòng)熱管的傳熱性能；針對(duì)改進(jìn)型回路結(jié)構(gòu)分析溫度

2、脈動(dòng)的非線性混沌特性。
　　具體的研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：
　　1.制作3個(gè)可視化試件，采用蒸餾水，無水乙醇和丙酮為工質(zhì)，實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到工質(zhì)脈動(dòng)中出現(xiàn)的主要流型為泡狀流，汽液塞間隔分布的塞狀流，塞狀流與環(huán)狀流并存的混合流，并沒有在整個(gè)通道中觀察到完全是環(huán)狀流的流型。在不同階段（充液階段，啟動(dòng)階段，運(yùn)行階段），不同放置方式和不同充液率下分析了工質(zhì)的流動(dòng)方式。
　　2.針對(duì)試件2對(duì)改進(jìn)型回路板式脈動(dòng)熱管的啟動(dòng)階段，穩(wěn)定

3、運(yùn)行和干燒階段的溫度特征曲線進(jìn)行分析。啟動(dòng)階段壁面溫度特征為溫度漸進(jìn)式啟動(dòng)，即溫度緩慢地上升至脈動(dòng)熱管的穩(wěn)定運(yùn)行溫度，然后緩慢進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。從加熱功率，傾斜角度，充液率，工質(zhì)熱物性和冷卻水流量角度分析了不同因素對(duì)脈動(dòng)熱管啟動(dòng)的影響。
　　3.針對(duì)試件2和試件3分析了改進(jìn)型回路板式脈動(dòng)熱管的傳熱性能。結(jié)果表明，脈動(dòng)熱管運(yùn)行時(shí)存在一個(gè)最佳水流量，增大冷卻水流量在一定程度上能夠提高脈動(dòng)熱管的傳熱極限，在有傾角的工況下提高傳熱極限表現(xiàn)

4、的更為明顯；脈動(dòng)熱管在傾角為90°~60°范圍運(yùn)行時(shí)，傾角對(duì)傳熱的影響并不明顯，但是傾角繼續(xù)減少至45°和30°時(shí)，脈動(dòng)熱管不能穩(wěn)定運(yùn)行，傳熱惡化；在相同工況下試件2的傳熱性能優(yōu)于試件3。
　　4.采用溫度時(shí)間序列的相空間重構(gòu)方法，對(duì)改進(jìn)型回路脈動(dòng)熱管進(jìn)行混沌分析，通過三維空間的吸引子分布狀態(tài)能夠反映出脈動(dòng)熱管的運(yùn)行狀態(tài)。隨著加熱功率的升高，吸引子從分散狀態(tài)逐漸過渡到團(tuán)狀分布，然后再次過渡到分散狀態(tài)，這說明脈動(dòng)熱管從啟動(dòng)之初的溫度