回路脈動(dòng)熱管運(yùn)行傳熱特性及管路結(jié)構(gòu)改進(jìn)的研究.pdf

1、脈動(dòng)熱管作為一種新型高效的傳熱元件，在散熱技術(shù)問(wèn)題日趨嚴(yán)峻的形勢(shì)下倍受研究人員的關(guān)注。脈動(dòng)熱管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，然而工作機(jī)理復(fù)雜，是一種復(fù)雜的熱力耦合系統(tǒng)。目前針對(duì)脈動(dòng)熱管的研究還處于初期階段，需要通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究和理論分析揭示其工作機(jī)理，為工程應(yīng)用提供設(shè)計(jì)指導(dǎo)。
　　 本文從脈動(dòng)熱管運(yùn)行傳熱影響因素的分析出發(fā)，明確了研究目標(biāo)：回路脈動(dòng)熱管啟動(dòng)運(yùn)行規(guī)律的研究；回路脈動(dòng)熱管傳熱特性的進(jìn)一步探析；提出改進(jìn)型管路結(jié)構(gòu)并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證改進(jìn)型回路

2、脈動(dòng)熱管運(yùn)行傳熱的改善效果。具體研究工作主要包括以下幾個(gè)方面：
　　 (1)回路脈動(dòng)熱管啟動(dòng)運(yùn)行規(guī)律的研究。氣泡的產(chǎn)生是脈動(dòng)熱管啟動(dòng)的第一動(dòng)力，真空度與工質(zhì)充灌時(shí)所對(duì)應(yīng)的飽和壓力的相對(duì)大小會(huì)影響開(kāi)始產(chǎn)生氣泡所需要的加熱強(qiáng)度；穩(wěn)定運(yùn)行中重力和蒸發(fā)段與冷凝段工質(zhì)壓力差是維持工質(zhì)定向流動(dòng)的重要驅(qū)動(dòng)力；運(yùn)行過(guò)程中，工質(zhì)的流型很大程度上影響了換熱機(jī)制，低充液率容易形成環(huán)狀流，若能維持穩(wěn)定，則呈現(xiàn)出較好的傳熱特性。
　　 (2)明確

3、證實(shí)了回路脈動(dòng)熱管存在傳熱極限。研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，低充液率或過(guò)高的加熱強(qiáng)度下熱管蒸發(fā)段容易出現(xiàn)干燒現(xiàn)象，導(dǎo)致傳熱惡化，達(dá)到傳熱極限。具體體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是管內(nèi)工質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)的變化，隨著加熱強(qiáng)度增加，環(huán)狀流的液膜逐漸被蒸干；二是測(cè)點(diǎn)溫度變化，冷凝夾套中冷卻水溫差變小，表明傳熱量下降，同時(shí)蒸發(fā)段測(cè)點(diǎn)溫度飛升；三是熱阻的變化，隨著干燒現(xiàn)象出現(xiàn)，熱阻明顯升高。
　　 (3)提出改進(jìn)型回路脈動(dòng)熱管并研究其運(yùn)行傳熱性能?；芈沸凸苈方Y(jié)構(gòu)中U型彎

4、對(duì)于脈動(dòng)熱管的啟動(dòng)運(yùn)行過(guò)程都會(huì)產(chǎn)生阻力，且U型彎處工質(zhì)容易由塞狀流轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)狀流但不能穩(wěn)定的維持，加熱強(qiáng)度的不斷增大促使液膜逐漸蒸干而出現(xiàn)干燒現(xiàn)象，達(dá)到傳熱極限。改進(jìn)型管路結(jié)構(gòu)具有多通道并聯(lián)管路形式，容易形成多個(gè)流通回路，工質(zhì)兩相流動(dòng)的局部阻力會(huì)有明顯降低，這一定程度上可降低脈動(dòng)熱管運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)溫差，從而降低熱阻。再者，多個(gè)流通回路的存在可保證足夠的液相工質(zhì)回流至蒸發(fā)段，不易出現(xiàn)干燒，一定程度提高了傳熱極限。通過(guò)與多彎回路脈動(dòng)熱管的實(shí)驗(yàn)對(duì)比