本文關鍵詞：微結構表面上高熱流密度蒸發(fā)冷卻過程的傳熱特性研究

  更多相關文章： 薄液膜蒸發(fā) 傳熱特性 微結構表面 非穩(wěn)態(tài)

【摘要】：薄液膜蒸發(fā)是一種高效的相變傳熱方式,在船舶制冷、集成芯片散熱、低溫工程等領域有諸多應用。將薄液膜蒸發(fā)用于解決換熱表面的高熱流密度傳熱問題已成為傳熱學研究的熱點。本論文基于液氮蒸發(fā)冷卻實驗系統(tǒng),對微結構表面上的液氮蒸發(fā)傳熱特性進行實驗研究,并通過數值模擬分析傳熱過程中冷凍載體的溫度分布情況。在微結構表面蒸發(fā)冷卻實驗中,利用集總熱容法分析該非穩(wěn)態(tài)傳熱過程,研究傳熱參數隨過熱度的變化規(guī)律,發(fā)現液氮的蒸發(fā)傳熱系數隨著過熱度的降低呈現拋物線的變化趨勢,隨過熱度降低先增加后減小;采用五種不同的流量在微結構表面進行液氮的蒸發(fā)冷卻,發(fā)現微結構表面的傳熱性能并沒有隨著液氮流量的增加而提高,而在3.48g/s時傳熱效果最佳;對比微結構形狀為方柱、圓柱的兩種不同表面的冷凍載體,發(fā)現液氮在微結構形狀為方柱的冷凍載體表面?zhèn)鳠嵝阅茌^好;通過改變微結構的間距分析對傳熱特性的影響,結果表明隨著微結構間距的減小,液氮在微結構表面的傳熱性能提高;對比5mm、10mm、15mm不同的出口距離下的蒸發(fā)冷卻效果,5mm出口距離的冷凍載體在0℃～-60℃的降溫速率最大,平均降溫速率為76386.88℃/min。在對微結構表面上的非穩(wěn)態(tài)傳熱過程進行模擬時,采用傳熱系數為常數和傳熱系數為瞬時值的兩種不同邊界條件進行數值計算,并與實驗結果對比,發(fā)現采用傳熱系數為瞬時值的模擬方法的誤差較小。模擬不同微結構間距的冷凍載體的降溫過程,結果指出,微結構間距越小,冷凍載體降溫過程中的均溫性越好。
【關鍵詞】：薄液膜蒸發(fā) 傳熱特性 微結構表面 非穩(wěn)態(tài)
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK124
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題的背景及研究意義10-12
• 1.2 薄液膜蒸發(fā)簡介12-17
• 1.2.1 薄液膜的產生12-13
• 1.2.2 薄液膜蒸發(fā)的理論研究13-15
• 1.2.3 薄液膜蒸發(fā)的實驗研究15-17
• 1.3 本文的主要研究內容17-18
• 第2章 微結構表面蒸發(fā)冷卻實驗方法18-33
• 2.1 實驗目的及內容18-19
• 2.2 實驗裝置19-25
• 2.3 實驗步驟25-27
• 2.4 液氮流量的測量27
• 2.5 數據處理方法27-32
• 2.6 本章小結32-33
• 第3章 微結構表面蒸發(fā)傳熱特性實驗研究33-66
• 3.1 流量對蒸發(fā)傳熱特性的影響33-44
• 3.1.1 液氮的蒸發(fā)傳熱系數變化35-38
• 3.1.2 總熱阻的變化38-40
• 3.1.3 熱流密度的變化40-44
• 3.2 微結構形狀對蒸發(fā)傳熱特性的影響44-50
• 3.2.1 液氮的蒸發(fā)傳熱系數變化46-47
• 3.2.2 總熱阻的變化47-49
• 3.2.3 熱流密度的變化49-50
• 3.3 微結構間距對蒸發(fā)傳熱特性的影響50-59
• 3.3.1 液氮的蒸發(fā)傳熱系數的變化53-54
• 3.3.2 總熱阻的變化54-56
• 3.3.3 熱流密度的變化56-59
• 3.4 出口距離對蒸發(fā)傳熱性能的影響59-64
• 3.4.1 液氮的蒸發(fā)傳熱系數變化60-62
• 3.4.2 總熱阻的變化62-63
• 3.4.3 熱流密度的變化63-64
• 3.5 本章小結64-66
• 第4章 微結構表面蒸發(fā)冷卻過程的數值模擬66-81
• 4.1 建立數值傳熱模型66-68
• 4.1.1 建立幾何模型66
• 4.1.2 劃分網格66-67
• 4.1.3 定義材料物性67
• 4.1.4 設置區(qū)域條件和邊界條件67-68
• 4.1.5 求解設置和運行計算68
• 4.2 數值傳熱模型與實驗對比68-80
• 4.2.1 兩種不同邊界條件的數值模擬結果對比69-74
• 4.2.2 不同微結構間距的冷凍載體非穩(wěn)態(tài)傳熱的數值模擬74-78
• 4.2.3 不同微結構間距的冷凍載體均溫性對比78-80
• 4.3 本章小結80-81
• 第5章 結論與展望81-83
• 5.1 結論81-82
• 5.2 展望82-83
• 參考文獻83-87
• 攻讀學位期間公開發(fā)表論文87-88
• 致謝88-89
• 作者簡介89

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本文編號：1011695