板式脈動熱管啟動特性及傳熱性能的研究.pdf

1、脈動熱管作為熱管家族中的新成員，被認為是解決微小空間內(nèi)高熱流密度的散熱方式中一種很有前途和希望的傳熱元件。由于脈動熱管的內(nèi)部運行機理涉及多學科，屬于多參數(shù)的氣液兩相流系統(tǒng)，因此其運行機理依然不十分清晰。
　　 為了研究板式脈動熱管的啟動特性和傳熱機理，本文開展了鋁板式脈動熱管實驗。實驗研究了在兩種不同加熱方式（底加熱和頂加熱）下，一些影響因素對熱管啟動以及傳熱性能的影響。研究結果表明，充液率和加熱功率對板式熱管的啟動有著很大的影

2、響，不同的充液率所需的啟動功率不同。提高加熱功率、增大加熱面積有助于熱管的啟動。熱管的熱阻均隨著加熱功率的增大而減少，但不同的加熱方式所需的最佳充液率不同。在本研究中，底加熱的最佳充液率為31.4％,而頂加熱的最佳充液率為54.9％?？偟膩碚f熱管底加熱的傳熱性能要好于頂加熱。
　　 此外，本文也開展了板式脈動熱管可視化實驗研究。實驗中觀察了熱管在不同運行階段時管內(nèi)工質的振蕩特點。實驗結果表明，管內(nèi)工質的流態(tài)主要可分為：塞狀流、環(huán)

3、狀流以及塞環(huán)并存的混合流。熱管在啟動階段以塞狀流為主，而在穩(wěn)定運行階段則以環(huán)狀流為主。工質振蕩的流型受充液率以及加熱功率的影響。
　　 最后，本文對脈動熱管的傳熱機理進行了理論分析。采用動量-質量-能量守恒法建立了管內(nèi)工質振蕩的單汽塞-液塞模型和兩汽塞-液塞模型，對比分析了兩個模型的特點，并通過改變參數(shù)分析了初始壓力、管徑大小等因素對液塞運動的影響。計算結果表明：兩汽塞-液塞模型比單汽塞-液塞模型更加合理，提高管內(nèi)的初始壓力和增