振荡热管传热特性的实验研究与应用

摘要

振荡热管是一种新型高效的传热元件，具有结构简单、传热性能优良等优点，已经应用于电子元器件的冷却，并在航空航天的热控制技术及其它方面的应用中显示了广阔的前景。
　　 本文在综合分析已有文献的基础上，设计并加工了实验台，对以蒸馏水为工质的闭合回路振荡热管在不同加热功率和不同倾斜角度的条件下进行了实验研究。振荡热管由6m长的细紫铜管弯成10个弯头而成，内外径为2mm/4mm。充液率为50％，倾斜角度分别为0°、30°、60°和90°，加热功率在0～200W之间调节。实验测量了振荡热管的纵向壁面温度，并对壁面温度特性进行了分析研究。研究工作主要包括以下几个方面：
　　 (一)对振荡热管在常规工况下的启动过程进行较为系统的研究。本文首次引入启动点和最小启动功率的概念，并对其进行了阐述。同时发现，在不同倾斜角度下，随着加热功率的增加，启动时间都会逐渐缩短，但当加热功率超过某一个值后，启动时间逐渐趋于一致。
　　 (二)对闭合回路形式的振荡热管在常规工况下的运行情况进行了实验研究。对振荡热管不同位置壁面温度的波动特征进行对比研究并解释了成因；分析比较热负荷、运行角度等因素对运行机理及传热性能的影响，实验发现，在60°和90°时，振荡热管运行效果好，传热能力强，加热功率的工作范围广，倾斜角度30°时次之，0°时最差。
　　 (三)在实验研究的基础之上，将影响振荡热管传热的主要因素无量纲化，拟合得到了符合本实验数据的无量纲经验公式。
　　 (四)从工程实际的角度出发，通过分析传统太阳能集热器的优势与不足，探索将振荡热管应用在太阳能集热器上的可行性。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：主要符号表

声明

第一章 绪论

1.1本课题的研究背景

1.1.1电子器件发热面临的挑战

1.1.2先进的冷却技术

1.2振荡热管

1.3振荡热管的研究及应用现状

1.3.1实验研究的现状

1.3.2理论研究的现状

1.3.3工程应用的现状

1.4本课题的研究内容和意义

1.4.1主要研究内容

1.4.2研究的目的与意义

1.5本章小结

第二章 实验系统

2.1实验系统的介绍

2.1.1实验台架

2.1.2振荡热管的实验装置

2.2实验的操作

2.2.1实验范围及数据采集

2.2.2实验过程的描述

2.2.3实验步骤及注意事项

2.3本章小结

第三章 实验内容与结果分析

3.1振荡热管的启动

3.1.1启动点

3.1.2最小启动功率

3.1.3启动时间

3.2振荡热管的稳定运行

3.2.1壁面温度波动特征的研究

3.2.2传热性能的研究

3.3传热关联式的确定

3.4本章小结

第四章 振荡热管在太阳能集热器应用上的可行性分析

4.1普通热管在太阳能集热器上的应用

4.2振荡热管在太阳能集热器上的应用研究

4.2.1振荡热管在应用方面的优势

4.2.2相关实验研究

4.2.3实验数据的分析

4.2.4结论论证

4.3本章小结

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢