本文關(guān)鍵詞：液氫溫區(qū)脈動(dòng)熱管傳熱特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在用低溫制冷機(jī)直接冷卻的對(duì)象(如超導(dǎo)磁體)中,經(jīng)常會(huì)受制冷對(duì)象體積大小及冷卻距離的限制,亟需一種高效的冷量傳輸方式與低溫制冷機(jī)相匹配。脈動(dòng)熱管作為一種高效的傳熱方法在過(guò)去的20年受到廣泛關(guān)注,但主要集中在室溫溫區(qū),近幾年許多學(xué)者在積極探索脈動(dòng)熱管技術(shù)應(yīng)用于低溫的可能性。特別是2001年新型超導(dǎo)材料MgB2的出現(xiàn),使脈動(dòng)熱管在液氫溫區(qū)的研究與應(yīng)用具有重要的意義。為此,本文開(kāi)展了以下研究工作： 首先總結(jié)了低溫脈動(dòng)熱管的研究現(xiàn)狀,提出了液氫溫區(qū)脈動(dòng)熱管的研究?jī)?nèi)容和方向。在總結(jié)室溫脈動(dòng)熱管研究的基礎(chǔ)上,探究了液氫溫區(qū)脈動(dòng)熱管的特點(diǎn)和傳熱機(jī)理。 接著,設(shè)計(jì)并研制了一臺(tái)液氫溫區(qū)脈動(dòng)熱管試驗(yàn)裝置,該裝置由低溫制冷機(jī)系統(tǒng)、脈動(dòng)熱管系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等構(gòu)成。運(yùn)用軟件對(duì)冷屏溫度場(chǎng)和拉桿應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了模擬分析。 最后,開(kāi)展了液氫溫區(qū)脈動(dòng)熱管的初步試驗(yàn)研究,得到了充液率和加熱功率參數(shù)對(duì)脈動(dòng)熱管傳熱性能的影響,以及脈動(dòng)熱管運(yùn)行過(guò)程中冷凝段與蒸發(fā)段的溫度隨加熱量和時(shí)間的變化規(guī)律。在34.22%充液率時(shí)的情況下,最大加熱功率為1.280W,最大有效熱導(dǎo)率為19371.440W/(m·K),此時(shí)溫差為0.280K；在充液率為56.34%情況下,加熱功率為2.205W時(shí),最大有效熱導(dǎo)率為17952.360W/(m·K),溫差為0.520K。驗(yàn)證了液氫溫區(qū)脈動(dòng)熱管的可行性。
【關(guān)鍵詞】：脈動(dòng)熱管 液氫溫區(qū) 傳熱機(jī)理 試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)研究 傳熱性能
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB651
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 主要符號(hào)表7-18
• 第一章 緒論18-34
• 1.1 課題研究背景及意義18-22
• 1.1.1 超導(dǎo)技術(shù)18-19
• 1.1.2 超導(dǎo)應(yīng)用中的低溫技術(shù)19-20
• 1.1.3 低溫傳熱方法20-22
• 1.2 室溫脈動(dòng)熱管的研究現(xiàn)狀22-29
• 1.2.1 實(shí)驗(yàn)研究22-27
• 1.2.2 理論研究27-29
• 1.3 低溫脈動(dòng)熱管的研究現(xiàn)狀29-32
• 1.3.1 低溫脈動(dòng)熱管的特殊性29
• 1.3.2 低溫脈動(dòng)熱管的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀29-31
• 1.3.3 低溫脈動(dòng)熱管的關(guān)鍵性問(wèn)題31-32
• 1.4 本文研究目標(biāo)和內(nèi)容32-33
• 1.5 本章小結(jié)33-34
• 第二章 脈動(dòng)熱管傳熱機(jī)理34-50
• 2.1 脈動(dòng)熱管技術(shù)簡(jiǎn)介34-37
• 2.1.1 脈動(dòng)熱管的結(jié)構(gòu)34-35
• 2.1.2 脈動(dòng)熱管工作原理35
• 2.1.3 脈動(dòng)熱管優(yōu)點(diǎn)35-36
• 2.1.4 脈動(dòng)熱管的傳熱影響因素36
• 2.1.5 脈動(dòng)熱管的應(yīng)用前景36-37
• 2.2 脈動(dòng)熱管理論基礎(chǔ)37-45
• 2.2.1 傳熱學(xué)基礎(chǔ)37-40
• 2.2.2 毛細(xì)力學(xué)基礎(chǔ)40-44
• 2.2.3 微細(xì)結(jié)構(gòu)液面蒸發(fā)理論44-45
• 2.3 脈動(dòng)熱管傳熱機(jī)理45-49
• 2.3.1 脈動(dòng)熱管的傳熱學(xué)分析45
• 2.3.2 脈動(dòng)熱管熱力學(xué)分析45-46
• 2.3.3 脈動(dòng)熱管的流體力學(xué)分析46-47
• 2.3.4 脈動(dòng)熱管臨界直徑47-48
• 2.3.5 脈動(dòng)熱管中的主要流型48-49
• 2.4 本章小結(jié)49-50
• 第三章 液氫溫區(qū)脈動(dòng)熱管試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)50-60
• 3.1 試驗(yàn)儀器及其設(shè)備50-53
• 3.2 熱管系統(tǒng)設(shè)計(jì)53-59
• 3.2.1 脈動(dòng)熱管管徑的確定53
• 3.2.2 脈動(dòng)熱管單元設(shè)計(jì)53-55
• 3.2.3 真空罩及冷屏設(shè)計(jì)55
• 3.2.4 機(jī)械校核55-56
• 3.2.5 熱負(fù)荷計(jì)算56-59
• 3.3 本章小結(jié)59-60
• 第四章 液氫溫區(qū)脈動(dòng)熱管試驗(yàn)研究60-78
• 4.1 實(shí)驗(yàn)步驟60
• 4.2 誤差分析60-65
• 4.2.1 壓力傳感器誤差分析60-62
• 4.2.2 溫度傳感器誤差分析62-65
• 4.2.3 加熱功率誤差分析65
• 4.3 冷卻時(shí)間65-67
• 4.3.1 冷卻時(shí)間估算65-66
• 4.3.2 裝置降溫曲線66-67
• 4.4 脈動(dòng)熱管的有效熱導(dǎo)率與充液率67-68
• 4.4.1 有效熱導(dǎo)率計(jì)算67
• 4.4.2 充液率計(jì)算67-68
• 4.5 液氫溫區(qū)脈動(dòng)熱管試驗(yàn)結(jié)果分析68-76
• 4.5.1 脈動(dòng)熱管的溫度動(dòng)態(tài)分析69-72
• 4.5.2 充液率影響72-76
• 4.6 本章小結(jié)76-78
• 第五章 總結(jié)與展望78-80
• 5.1 總結(jié)78
• 5.2 展望78-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果84-85
• 致謝85

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