振荡流热管管内振荡机制的可视化与波形分析

摘要

本文介绍了振荡流热管的工作原理及其应用和研究现状，并对不同参数对其传热性能的影响进行了分析，振荡流热管优越的传热性能根本上来源于管内振荡流动及其特殊的相变过程，本文旨在研究振荡流热管内部的振荡流动机制、压力、温度的变化规律及其彼此之间相位的变化，以期揭示振荡流热管在不同运行条件下的换热规律。
　　本文在其他学者的研究基础上，设计并搭建了可视化实验台，应用高精度微型压力传感器、热电偶、DL750示波仪和高速摄像机(CCD)记录下不同加热功率下热管内部的工质温度、压力数据以及热管运行时工质的流型变化过程，对工质运行的位移速度进行相应研究，找出振荡流热管内温度振荡波形与其内部工质运动特性之间的联系。
　　此外，运用小波分析方法对所采集的温度压力信号进行快速傅里叶、多分辨率分析。研究结果表明振荡流热管内部工质的温度、压力信号的振荡变化主要集中在低频段。随着加热功率的增大，冷热两端温度压力在主要各频带均呈现出频率增加振幅减小的趋势。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 振荡流热管工作原理

1．3 热管技术的应用现状

1．3．1 国内外传统热管的应用情况

1．3．2 振荡流热管的应用情况

1．4 振荡流热管在国内外的研究动态

1．4．1 非可视化研究

1．4．2 可视化研究

1．5 本文拟解决的问题及研究意义

第2章 振荡流热管可视化实验件的设计及实验台的搭建

2．1 引言

2．2 振荡流热管可视化实验件的设计

2．2．1 振荡流热管的管内工质的选择

2．2．2 热管尺寸的设计

2．2．3 管内温度压力信号测量系统

2．2．4 工质流型变化拍摄系统

2．2．5 注液和加热系统

2．3 振荡流热管可视化实验台的搭建

2．3．1 真空的抽取与管件密封

2．3．2 充液率的控制与计算

2．3．3 实验件的连接与调试

2．4 本章小结

第3章 可视化实验现象分析

3．1 引言

3．2 高纯水为管内工质的可视化分析

3．2．1 汽泡运动特性与分析

3．2．2 工质流型图

3．2．3 汽泡的长大和分裂

3．2．4 汽泡的运动与合并

3．2．5 液膜的破裂

3．3 戊醇-水溶液为工质的对比实验分析

3．3．1 管内工质流动变化

3．3．2 汽泡的运动变化

3．3．3 汽柱与液膜的运动变化

3．4 不同管内管内工质换热性能对比

3．5 启动特性分析

3．6 管内工质运动特性分析

3．7 本章小结

第4章 温度压力数据分析

4．1 引言

4．2 管内工质温度压力波形的快速傅里叶分析

4．2．1 快速傅里叶分析的特点

4．2．1 工质温度压力波形的快速傅里叶分析

4．3 温度压力信号的小波分析

4．3．1 离散小波变换

4．3．2 温度压力信号的小波分析

4．4 振荡时间比的变化与分析

4．5 振荡流热管换热性能分析

4．6 管壁温度分布变化

4．7 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 本文的主要结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢