脈動(dòng)熱管脈動(dòng)流動(dòng)以及傳熱理論和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、脈動(dòng)熱管傳熱性能高效，能滿(mǎn)足未來(lái)更高集成度設(shè)備的散熱需求，且在振動(dòng)、加速等惡劣條件下仍能較好的穩(wěn)定工作，在船舶領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。但由于脈動(dòng)熱管傳熱機(jī)理極其復(fù)雜，需要對(duì)其傳熱以及外場(chǎng)強(qiáng)化進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究。因此，采用實(shí)驗(yàn)和理論研究相結(jié)合的方法，對(duì)影響脈動(dòng)熱管脈動(dòng)流動(dòng)和傳熱的細(xì)薄膜蒸發(fā)、超聲波、電場(chǎng)、以及脈動(dòng)對(duì)氣液界面影響進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)研究了無(wú)外場(chǎng)作用時(shí)脈動(dòng)熱管的傳熱規(guī)律，影響脈動(dòng)熱管脈動(dòng)流動(dòng)和傳熱的主要因素包括:熱負(fù)荷、操作溫度、

2、充液率、傾斜角、工質(zhì)物性;該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了脈動(dòng)熱管的高效傳熱性能特點(diǎn)，其傳熱性能取決于內(nèi)部工質(zhì)的脈動(dòng)頻率、幅度以及細(xì)薄膜蒸發(fā)等。利用流體的動(dòng)量守恒方程和蒸氣宏觀流動(dòng)方程，建立了宏觀流動(dòng)影響下的細(xì)薄膜蒸發(fā)傳熱理論模型，研究了宏觀流動(dòng)對(duì)細(xì)薄膜蒸發(fā)傳熱的影響。宏觀流動(dòng)會(huì)極大地阻礙細(xì)薄膜蒸發(fā)，且熱通量會(huì)隨著過(guò)熱度和調(diào)節(jié)系數(shù)的增加而增加。采用VOF(volume offluid)模型模擬研究了毛細(xì)管內(nèi)氣液兩相流，分析了液塞的氣液界面和內(nèi)部渦流對(duì)傳熱的

3、影響。接觸角越小，渦流越容易產(chǎn)生，且渦流范圍越廣。建立了電場(chǎng)作用下細(xì)薄膜蒸發(fā)傳熱理論模型，利用該模型研究了電場(chǎng)對(duì)細(xì)薄膜區(qū)流體的分離壓力、細(xì)薄膜厚度、氣液界面溫度、熱通量等的影響。電場(chǎng)能減小細(xì)薄膜厚度，延長(zhǎng)細(xì)薄膜區(qū)長(zhǎng)度，能有效地強(qiáng)化細(xì)薄膜蒸發(fā)傳熱?；诿}動(dòng)熱管內(nèi)工質(zhì)脈動(dòng)流動(dòng)產(chǎn)生機(jī)理，即提高氣泡產(chǎn)生能增強(qiáng)脈動(dòng)和強(qiáng)化傳熱，實(shí)驗(yàn)研究了超聲波對(duì)液體氣化成核和脈動(dòng)熱管傳熱性能的影響。超聲波能促進(jìn)去離子水的氣化成核，相比于單頻超聲波，雙頻超聲波能更進(jìn)