毛細(xì)通道內(nèi)的流動(dòng)與蒸發(fā)因?yàn)樵诤暧^尺度下被忽略的毛細(xì)力作用影響而表現(xiàn)出與宏觀流動(dòng)與蒸發(fā)不同的特征。這種獨(dú)特的現(xiàn)象在當(dāng)今化工、制冷、MEMS(Micro-electromechanical Systems)和空間技術(shù)等許多方面具有日漸廣泛的應(yīng)用,因此開展此研究具有重要意義。本文以毛細(xì)通道為研究對(duì)象,實(shí)驗(yàn)研究液體工質(zhì)在毛細(xì)玻璃圓管和多孔介質(zhì)中的流動(dòng)與蒸發(fā)特性,采用高速攝像結(jié)合顯微鏡觀察的方法精確觀察工質(zhì)流動(dòng)、蒸發(fā)現(xiàn)象,總結(jié)歸納工作機(jī)理,并將實(shí)驗(yàn)研究結(jié)論應(yīng)用于環(huán)路熱管蒸發(fā)器設(shè)計(jì)和傳熱特性分析。本文主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:1.綜述了毛細(xì)流動(dòng)、毛細(xì)蒸發(fā)和環(huán)路熱管蒸發(fā)器及其傳熱特性的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,分析了本領(lǐng)域理論與實(shí)驗(yàn)研究等方面存在的不足;2.搭建可視化實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)5-500μm毛細(xì)玻璃圓管和平均當(dāng)量直徑25 μm左右的多孔介質(zhì)內(nèi)的流動(dòng)與蒸發(fā)現(xiàn)象進(jìn)行觀測;3.對(duì)毛細(xì)管內(nèi)的毛細(xì)流動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,分析了 L-W模型理論值與實(shí)驗(yàn)值之間的誤差,探究了動(dòng)態(tài)接觸角對(duì)L-W模型計(jì)算誤差的影響,給出了需要對(duì)接觸角進(jìn)行修正的時(shí)間范圍,并分析得到了管徑對(duì)該修正時(shí)間范圍的影響特性。對(duì)多孔介質(zhì)內(nèi)的毛細(xì)流動(dòng)進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)理論值與實(shí)驗(yàn)值的偏差主要來源是粘性流動(dòng)阻力增加。4.實(shí)驗(yàn)觀測了 100-500μm毛細(xì)管內(nèi)的自然蒸發(fā)與受迫蒸發(fā)現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)毛細(xì)管內(nèi)的受迫蒸發(fā)是以工質(zhì)噴射的形式進(jìn)行的,分析得出噴射過程在管口形成的液塞會(huì)對(duì)蒸發(fā)效率產(chǎn)生重要影響,進(jìn)而研究了熱負(fù)荷、加熱點(diǎn)位置及管徑對(duì)液塞和蒸發(fā)特性的影響。5.結(jié)合毛細(xì)蒸發(fā)機(jī)理,對(duì)環(huán)路熱管(loop heat pipe,LHP)蒸發(fā)器內(nèi)的溫度波動(dòng)現(xiàn)象、小功率啟動(dòng)特性及蒸發(fā)器槽道幾何參數(shù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則予以新的解釋,對(duì)環(huán)路熱管毛細(xì)芯設(shè)計(jì)提出建議并予以部分實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TK124
【部分圖文】：

第二章毛細(xì)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)逡逑第二章毛細(xì)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)逡逑細(xì)蒸發(fā)具有顯著的影響，因?yàn)槊?xì)流動(dòng)的速率直熱端的能力，從而使相變蒸發(fā)表現(xiàn)出不同的特征。圓管內(nèi)和多孔介質(zhì)內(nèi)的毛細(xì)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合經(jīng)典分析，重點(diǎn)討論了動(dòng)態(tài)接觸角的作用。逡逑

圖２－邋２管徑５－５０微米毛細(xì)管內(nèi)流動(dòng)距離－時(shí)間關(guān)系圖逡逑（ａ）５｜ｉｍ；邋（ｂ）ｌＯ＾ｍ；邋（ｃ）２５＾ｍ；邋（ｄ）５０｜ｉ?

所有實(shí)驗(yàn)重復(fù)３次進(jìn)行驗(yàn)證。逡逑２．１．２實(shí)驗(yàn)結(jié)果逡逑毛細(xì)管內(nèi)抽吸實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖２－３所示。由圖可以看出，管徑越大的毛細(xì)管，逡逑抽吸同種工質(zhì)時(shí)速率越大。根據(jù)上一章理論介紹，如果忽略前兩個(gè)流動(dòng)階段，毛逡逑細(xì)圓管內(nèi)純粘性力階段的流動(dòng)可以用Ｌ－Ｗ方程描述。Ｌ－Ｗ方程表明毛細(xì)流動(dòng)通逡逑道當(dāng)量直徑越大，工質(zhì)流動(dòng)速率越快。這一結(jié)論與實(shí)驗(yàn)結(jié)果是相一致的。逡逑２４００－逡逑２２００－逡逑２０００邋－逡逑■邋■邋■邋■逡逑１８００邋－邋＂邋＂邋＃邋■邋■邋■逡逑§邋0邋；／邋／邋■■■■■逡逑￥邋１４００－邐＿邋■邐／邐■■逡逑ｔｅｉ－邐■邋■邐■邐■邋■逡逑圈邋１２0０：邋■■邋■■邐■■逡逑標(biāo)邋１０００邋－邋■■邋■邐■ａ邐邐逡逑４＾邐■邋■邋■邐■邐■邋Ｄ５逡逑８００邋：邋■■邋■邐．＂邐■邋Ｄ１０逡逑６００邋－．＿邐■邐■邐Ｄ２５逡逑４００－邋■邐－邐－邋＊邋－邋Ｄ５Ｑ逡逑■Ｉ邋■逡逑２００－■逡逑－■逡逑０邋Ｉ邐１邐Ｉ邐１邐Ｉ邐１邐Ｉ邐１邐Ｉ邐１邐Ｉ邐１逡逑０．００邐０．０５邐０．邋１０邐０．邋１５邐０．邋２０邐０．２５邐０．３０逡逑時(shí)間／ｓ逡逑圖２－邋３管徑５－５０微米毛細(xì)管內(nèi)流動(dòng)距離－時(shí)間關(guān)系圖逡逑應(yīng)用相似的方法（本觀察不使用顯微鏡），課題組之前所做內(nèi)徑分別為１００ｐｍ，逡逑２００ｊｉｍ

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 李金旺;鄒勇;程林;;多孔結(jié)構(gòu)毛細(xì)抽吸模型及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2011年11期

2 蓋東興;劉偉;劉志春;黃素逸;;環(huán)路熱管系統(tǒng)溫度波動(dòng)的機(jī)理研究[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);2010年03期

3 蓋東興;劉偉;劉志春;楊金國;;平板型環(huán)路熱管溫度波動(dòng)現(xiàn)象研究[J];熱科學(xué)與技術(shù);2009年03期

4 蓋東興;劉志春;劉偉;楊金國;;平板型小型環(huán)路熱管的溫度波動(dòng)特性[J];化工學(xué)報(bào);2009年06期

5 ;Development of sintered Ni-Cu wicks for loop heat pipes[J];Science in China(Series E:Technological Sciences);2009年06期

6 趙娜;杜小澤;楊立軍;楊勇平;;毛細(xì)微結(jié)構(gòu)中延展薄液膜過渡區(qū)的蒸發(fā)特性[J];化工學(xué)報(bào);2008年08期

7 王金亮;毛細(xì)管內(nèi)蒸發(fā)傳熱機(jī)理的分析[J];化工學(xué)報(bào);1999年04期

本文編號(hào)：2823271