集成式微通道換熱器理論和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、相對(duì)于常規(guī)換熱器而言，微通道換熱器具有體積小及換熱系數(shù)大的特點(diǎn)，因此成為近年來(lái)國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)，除了在民用領(lǐng)域，在航空航天領(lǐng)域，隨著系統(tǒng)熱負(fù)荷逐年增加，尺寸和重量的限制越來(lái)越嚴(yán)，其可望成為未來(lái)主流的換熱設(shè)備之一。
　　本文首先綜述國(guó)內(nèi)外微尺度換熱器換熱及蓄熱研究進(jìn)展，進(jìn)而提出一種新型的集成式微通道換熱器，并對(duì)集成式微通道換熱器的流動(dòng)換熱和蓄熱性能進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究。所開(kāi)展的具體工作和取得的主要研究成果有：
　　1.對(duì)微通道

2、單元水-丙二醇流動(dòng)換熱進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模與理論分析，采用CFD方法分析了流動(dòng)阻力、換熱能力與水流量之間的關(guān)系。結(jié)果顯示，集成式微通道換熱器換熱系數(shù)隨流量增加，但是進(jìn)出口壓降也急劇增大。
　　2.建立了水-石蠟微通道蓄熱單元和同心套管蓄熱單元的二維物理模型，采用CFD方法研究了相變材料的溫度及液相率隨蓄熱/放熱時(shí)間變化。結(jié)果表明，與同心套管蓄熱單元相比，微通道蓄熱單元蓄熱和放熱過(guò)程穩(wěn)定，蓄熱/放熱速率快，且水與石蠟的溫差極小。
　

3、　3.搭建流動(dòng)換熱特性實(shí)驗(yàn)臺(tái)架，進(jìn)行了水-水的換熱實(shí)驗(yàn)，繪制了壓力降、溫度等隨流量的變化曲線(xiàn)，與數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比顯示，層流區(qū)流動(dòng)換熱的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬能較好吻合，在滿(mǎn)足壓力損失條件下，集成式微通道換熱器換熱能力遠(yuǎn)高于普通換熱器。
　　4.在流動(dòng)換熱特性實(shí)驗(yàn)臺(tái)架基礎(chǔ)上，搭建了集成式微通道換熱器蓄熱實(shí)驗(yàn)臺(tái)架，開(kāi)展了水-石蠟的蓄熱實(shí)驗(yàn)，并繪制了溫度隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)，與數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比顯示，在集成式微通道蓄熱器中，相變材料和水的溫度幾乎