改進(jìn)型單回路脈動熱管的性能研究.pdf

1、脈動熱管是一種新型傳熱元件，自發(fā)明以來，以其簡單緊湊的結(jié)構(gòu)，高效優(yōu)良的傳熱性能，在當(dāng)前對電子元件散熱要求日益提高的背景下成為高效傳熱元件研究的熱點(diǎn)。隨著對脈動熱管研究的不斷深入，圍繞脈動熱管所進(jìn)行的改進(jìn)和優(yōu)化措施也不斷被提出，從而使脈動熱管的換熱效率得到提高。
　　本文采用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究方法，通過建立數(shù)值模型并搭建試驗(yàn)臺，確定研究目標(biāo)，對單回路脈動熱管的加熱/冷卻長度比和局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。研究不同加熱功率(10W~40W)及不

2、同充液率范圍(30％~60%)條件下數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)方法得到的脈動熱管的溫度波動和流動特征，并研究了充液率和加熱功率對其啟動時(shí)間的影響。歸納出改進(jìn)脈動熱管的加熱/冷卻長度比對其啟動時(shí)間和換熱性能的影響規(guī)律。本文還在單回路脈動熱管的局部改進(jìn)為波紋管結(jié)構(gòu)，并對采用該結(jié)構(gòu)的脈動熱管改進(jìn)效果進(jìn)行了研究。
　　研究結(jié)果表明：本文所采用數(shù)值模擬方法與實(shí)驗(yàn)所得的脈動熱管的流型分布及熱阻值呈現(xiàn)很好的一致性，證明了本文所采用數(shù)值方法的可靠性和正確性。

3、根據(jù)脈動熱管的溫度波動特征，可以將脈動熱管的運(yùn)行過程可以分為初始啟動階段以及穩(wěn)定運(yùn)行階段，并通過分析得到脈動熱管的啟動時(shí)間以及運(yùn)行特征。脈動熱管的啟動方式可根據(jù)加熱功率的變化分為溫度突變型和溫度漸變型。模擬結(jié)果得到，在本文的工作條件下，使脈動熱管啟動時(shí)間最短對應(yīng)的充液率為50%。通過數(shù)值模擬對比不同加熱/冷卻長度比，可以發(fā)現(xiàn)，增大加熱段和冷卻段的比值能夠降低脈動熱管啟動時(shí)間，最大可降低16.92%；且在較高充液率條件時(shí)增大加熱段和冷卻段