脈動熱管脈動流動控制以及強(qiáng)化傳熱研究.pdf

1、隨著全球航運(yùn)事業(yè)的快速發(fā)展，特別是在全球能源短缺以及對全球氣候變暖的高度關(guān)注，迫切需要研發(fā)新型高效的輪機(jī)工程節(jié)能技術(shù)以及高效節(jié)能的船舶動力裝置，同時，高效傳熱理論和應(yīng)用研究以及高效節(jié)能技術(shù)開發(fā)將對輪機(jī)工程的發(fā)展起著越來越重要的作用。
　　脈動熱管(OHP)是一種高效的兩相傳熱裝置，它由毛細(xì)管組成并在管中充灌一定量的液體工質(zhì)，利用施加在其上的熱能產(chǎn)生管內(nèi)液塞和氣泡的脈動流動進(jìn)行傳熱。脈動熱管被認(rèn)為是最有前途的一種新型高效傳熱裝置之一

2、。本研究采用理論分析和實驗研究相結(jié)合的技術(shù)路線，進(jìn)行現(xiàn)象和物理過程的數(shù)理描述。首先，建立了脈動熱管氣液兩相脈動流動和傳熱實驗系統(tǒng)，對常規(guī)脈動熱管進(jìn)行全面、系統(tǒng)的實驗研究，并在此基礎(chǔ)上，建立了預(yù)測脈動熱管中脈動流動的數(shù)學(xué)模型，對全面揭示脈動熱管的脈動流動和傳熱機(jī)理提供了有效依據(jù)。
　　為了進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)影響脈動熱管傳熱能力的主要影響因素并理解脈動熱管中的流動和傳熱機(jī)理，本研究利用小波變換和傅里葉變換兩種先進(jìn)信號處理手段，對脈動熱管中的脈

3、動流動進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)脈動熱管中存在很多不同頻率，不同形狀的脈動波形，這說明脈動熱管中的脈動流動是很多脈動振源共同作用的結(jié)果。結(jié)果顯示脈動振蕩波形的頻率主要集中在低頻區(qū)域，這與脈動熱管的能級相符合。此外，發(fā)現(xiàn)了可能由于系統(tǒng)中溫差引起的具有正弦波形態(tài)的特征波形，以及可能是由于瞬態(tài)傳熱過程中脈沖運(yùn)動引起的阻尼振蕩波形。這一研究的結(jié)果將有助于更好的理解脈動熱管中的脈動流動和傳熱機(jī)理。
　　為了對脈動熱管中的脈動流動進(jìn)行控制并進(jìn)一步強(qiáng)化脈動

4、熱管的傳熱性能，本文對磁場對脈動熱管流動和傳熱的影響以及超聲波（壓電效應(yīng)）對脈動熱管流動和傳熱的影響分別進(jìn)行了系統(tǒng)的實驗研究。在磁場對納米磁性流體脈動熱管流動和傳熱的影響研究中，采用氧化鏑納米磁性流體作為工質(zhì)，磁場施加在脈動熱管的蒸發(fā)區(qū)。結(jié)果表明，磁場能夠影響納米磁流體脈動熱管中的脈動流動并強(qiáng)化傳熱。此外，磁場作用下的納米磁顆粒能夠降低脈動流動的啟動功率并強(qiáng)化傳熱。在超聲波對脈動熱管流動和傳熱的影響研究中，超聲波由電場控制的壓電陶瓷產(chǎn)生