“Ω”形軸向槽道熱管熱響應(yīng)特性的研究.pdf

1、可靠高效的熱控系統(tǒng)是空間飛行器安全工作的首要前提。目前對(duì)于空間用小溫差、長(zhǎng)距離熱量輸送的換熱裝置中最具發(fā)展前景的當(dāng)屬軸向微槽道熱管?！唉浮毙屋S向槽道熱管較之梯形槽道等傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)槽道熱管具有更強(qiáng)的毛細(xì)泵壓和吸液芯滲透性,表現(xiàn)出了更為優(yōu)越的傳熱能力和溫度均勻性。因此,“Ω”形軸向槽道熱管在空間熱控系統(tǒng)和微電子冷卻系統(tǒng)等領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本文建立了“Ω”形軸向槽道熱管的毛細(xì)流動(dòng)與傳熱的瞬態(tài)模型并進(jìn)行了數(shù)值求解,預(yù)測(cè)了該型

2、熱管的熱響應(yīng)特性,給出了非穩(wěn)態(tài)過(guò)程中毛細(xì)半徑與固壁溫度的沿軸向分布,分析了熱負(fù)荷對(duì)啟動(dòng)過(guò)程中蒸發(fā)質(zhì)量速率與蒸發(fā)段固壁平均溫度的影響。引入時(shí)間常數(shù)與瞬態(tài)有效導(dǎo)熱系數(shù)分析了該型槽道熱管在啟動(dòng)和關(guān)閉過(guò)程中的傳熱性能。研究結(jié)果表明:在啟動(dòng)初始階段,毛細(xì)半徑沿軸向分布急劇減小,隨著時(shí)間的推進(jìn),減小的幅度逐漸下降;在整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程中,熱管蒸發(fā)段,絕熱段以及冷凝段的壁面溫度能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)調(diào)一致的瞬態(tài)響應(yīng),且熱管各段的溫度分布幾乎是均勻的,軸向溫度的溫差則主

3、要出現(xiàn)在相鄰兩段地連接處。當(dāng)熱負(fù)荷增加/減小時(shí),蒸發(fā)段管壁溫度能立刻開(kāi)始上升/下降。固體材料與工作流體對(duì)熱管啟動(dòng)和關(guān)閉過(guò)程的時(shí)間常數(shù)有著較大影響。啟動(dòng)過(guò)程中的時(shí)間常數(shù)與瞬時(shí)有效導(dǎo)熱系數(shù)均大于關(guān)閉過(guò)程。
　　 同時(shí),本文搭建了一套軸向槽道熱管熱響應(yīng)特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái),并對(duì)一定型“Ω”形軸向槽道熱管展開(kāi)了熱響應(yīng)特性測(cè)試實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)測(cè)量了軸向非穩(wěn)態(tài)溫度分布。實(shí)驗(yàn)所測(cè)的壁面溫度響應(yīng)驗(yàn)證了本文所建立的理論模型的準(zhǔn)確性。另外,實(shí)驗(yàn)研究也表明,熱管