热接地平板的理论分析与实验研究

摘要

本文主要进行了基于流体在微通道内相变换热的平板热管—热接地平板传热特性的实验研究和理论分析。主要研究内容如下：
　　 (1)设计并制作了微通道结构的热接地平板。热接地平板的外观尺寸为：100 mm×30 mm×7 mm(长×宽×高)，内部蒸汽通道空间的尺寸为：90mm×20mm×2 mm。蒸汽通道的内表面各46个90mm×0.2mm×0.6mm(长×宽×深)的微通道作为液体循环通道；
　　 (2)搭建了相应的热接地平板热管传热实验系统，主要包括热接地平板，台架，加热片，封装套、冷却水循环器，热电偶，温度数据采集器等。利用该装置进行了不同角度，不同容量工质及不同蒸发压力条件下热接地平板传热特性的实验研究；
　　 (3)依据经典的圆形同轴结构热管研究所得出的理论，结合热接地平板的结构特点，对其理论公式进行适当修正，使其适合于实验研究对象—热接地平板的理论分析和计算。根据热接地平板的结构尺寸及汽液两相流体在平板热管内的循环特点，通过计算汽相阻力、液相阻力、质量力及毛细力等因素给出热接地平板的工作参数；
　　 (4)通过对实验数据的处理和分析，得出如下结论：(a)随着热流密度的增大，热接地平板的壁温升高，工作温差升高，当量导热系数升高，导热系数与密度之比变大；(b)在不同蒸发压力下，1ml乙醇作为工质时热接地平板的壁温比和工作温差比值是随着热流密度的增大而减少，当量导热系数比值随着热流密度的增大而增大；(c)在最佳运行条件下，热接地平板的最高壁温40.87℃，工作温差为17.92℃，当量导热系数1278W/(m·K)，导热系数之比为3.86，导热系数与密度之比4.91。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1 热管的发展历史

1.2热管的类型

1.3工作液体和温度范围

1.4热管的极限

1.5热接地平板(平板热管)的研究现状

1.6本文的主要内容

2实验装置及实验系统设计

2.1 实验装置系统结构

2.1.1热接地平板制作

2.1.2温度测量方法

2.1.3绝热及冷却外套

2.1.4加热系统

2.1.5抽真空系统

2.2实验步骤与方法

2.3实验误差分析

2.4本章小结

3热管理论及热接地平板模型的计算

3.1热管内流体循环基本理论

3.1.1热管最大长度与毛细压力

3.1.2液体在热管内的流动压降

3.1.3蒸汽在热管中的流动压降

3.2热接地平板模型的计算

3.2.1热接地平板计算公式

3.2.2热接地平板运行最大热流量计算

3.3本章小结

4实验结果及分析

4.1热接地平板性能参数

4.1.1热流量Q

4.1.2热流密度q

4.1.3工作温差△T

4.1.4当量导热系数λ

4.1.5热阻R

4.1.6导热系数之比β

4.1.7导热系数与密度之比α

4.2实验结果分析与比较

4.2.1温度与热流密度的关系

4.2.2工作温差与热流密度关系

4.2.3当量导热系数与热流密度关系

4.2.4导热系数与密度之比与热流密度的关系

4.2.5不同蒸发压力比较

4.2.6不同容量工质比较

4.3本章小结

5结束语

5.1总结

5.2展望

致谢

参考文献