板式脈動(dòng)熱管啟動(dòng)特性及傳熱性能的研究.pdf

1、脈動(dòng)熱管作為熱管家族中的新成員，被認(rèn)為是解決微小空間內(nèi)高熱流密度的散熱方式中一種很有前途和希望的傳熱元件。由于脈動(dòng)熱管的內(nèi)部運(yùn)行機(jī)理涉及多學(xué)科，屬于多參數(shù)的氣液兩相流系統(tǒng)，因此其運(yùn)行機(jī)理依然不十分清晰。
　　 為了研究板式脈動(dòng)熱管的啟動(dòng)特性和傳熱機(jī)理，本文開展了鋁板式脈動(dòng)熱管實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)研究了在兩種不同加熱方式（底加熱和頂加熱）下，一些影響因素對(duì)熱管啟動(dòng)以及傳熱性能的影響。研究結(jié)果表明，充液率和加熱功率對(duì)板式熱管的啟動(dòng)有著很大的影

2、響，不同的充液率所需的啟動(dòng)功率不同。提高加熱功率、增大加熱面積有助于熱管的啟動(dòng)。熱管的熱阻均隨著加熱功率的增大而減少，但不同的加熱方式所需的最佳充液率不同。在本研究中，底加熱的最佳充液率為31.4％,而頂加熱的最佳充液率為54.9％?？偟膩碚f熱管底加熱的傳熱性能要好于頂加熱。
　　 此外，本文也開展了板式脈動(dòng)熱管可視化實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)中觀察了熱管在不同運(yùn)行階段時(shí)管內(nèi)工質(zhì)的振蕩特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，管內(nèi)工質(zhì)的流態(tài)主要可分為：塞狀流、環(huán)

3、狀流以及塞環(huán)并存的混合流。熱管在啟動(dòng)階段以塞狀流為主，而在穩(wěn)定運(yùn)行階段則以環(huán)狀流為主。工質(zhì)振蕩的流型受充液率以及加熱功率的影響。
　　 最后，本文對(duì)脈動(dòng)熱管的傳熱機(jī)理進(jìn)行了理論分析。采用動(dòng)量-質(zhì)量-能量守恒法建立了管內(nèi)工質(zhì)振蕩的單汽塞-液塞模型和兩汽塞-液塞模型，對(duì)比分析了兩個(gè)模型的特點(diǎn)，并通過改變參數(shù)分析了初始?jí)毫?、管徑大小等因素?duì)液塞運(yùn)動(dòng)的影響。計(jì)算結(jié)果表明：兩汽塞-液塞模型比單汽塞-液塞模型更加合理，提高管內(nèi)的初始?jí)毫驮?/p>