發(fā)布時間：2021-07-10 09:21

　　本文的研究工作得到了國家自然科學(xué)基金（No.51706208）的資助。微熱管陣列換熱器作為一種高貼合度的強(qiáng)效相變傳熱元件,已被廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品的散熱。微熱管內(nèi)部的傳熱與流動現(xiàn)象普遍發(fā)生在自然界與各種工程領(lǐng)域中,覆蓋了很多層級的尺度范圍。將這種復(fù)雜的物理過程簡單化,分別進(jìn)行不同尺度層級的模擬計算越來越受重視。本文采用多尺度的研究方法分別從宏觀層面和微觀層面對微熱管陣列換熱器的性能進(jìn)行分析研究,得出微熱管內(nèi)部換熱性能的影響因素,核心研究內(nèi)容及結(jié)果如下:1.建立微熱管的CFD可視化數(shù)值模型,采用VOF模型和標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型進(jìn)行計算流體動力學(xué)模擬計算。分析得出微熱管在30%充液率工況下?lián)Q熱性能最優(yōu),既不會產(chǎn)生干涸現(xiàn)象又不至于產(chǎn)生池內(nèi)沸騰;甲醇為工質(zhì)時換熱效果最好,相比其他工質(zhì)液膜在微熱管內(nèi)部分布均勻,且不產(chǎn)生干涸現(xiàn)象;微熱管矩形凹槽結(jié)構(gòu)相比光管結(jié)構(gòu)和三角微槽結(jié)構(gòu),傳熱特性最好。2.建立三種類型的陣列結(jié)構(gòu)的微熱管,通過橫向和縱向?qū)Ρ妊芯堪l(fā)現(xiàn),熱管的整體熱阻Y1型最小,是常規(guī)熱管的0.8%;傳熱系數(shù)是常規(guī)熱管的10倍,整體的熱管換熱性能最好,從而推斷出,在同等條件下,陣列微熱管的換熱性能主要受冷凝... 

【文章來源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

研究路線圖

2 微熱管陣列換熱器數(shù)值模擬研究及性能分析微熱管結(jié)構(gòu)簡單、導(dǎo)熱性好、穩(wěn)定性高，因為管內(nèi)工質(zhì)流體的流動混亂變傳熱過程特別復(fù)雜。所以對微熱管研究主要是內(nèi)部工質(zhì)流動狀態(tài)的形成變發(fā)生機(jī)理[69]，關(guān)于熱管內(nèi)部工質(zhì)分布狀態(tài)的模擬特別少[70]。本小節(jié)建立管內(nèi)汽液兩相流流動的數(shù)學(xué)模型，在 VOF 模型和標(biāo)準(zhǔn)k ε模型的基礎(chǔ)上[71究提高微熱管的傳熱性能的方法。2.1 微熱管陣列結(jié)構(gòu)和工作原理微熱管陣列結(jié)構(gòu)是一個外形為薄板狀、內(nèi)部布置有多根獨立運(yùn)行的微的金屬板，是有高效導(dǎo)熱性能的導(dǎo)熱元件。每個微熱管陣列都包含十多個以立運(yùn)行的微熱管，這種結(jié)構(gòu)能夠解決普通熱管肯定存在的接觸面小和接觸大的問題，極大提高了當(dāng)量蒸汽的換熱面積與整體熱管的換熱性能。

q可以用上述相似的方法求出體系中工質(zhì)的所有物性參數(shù)，像動力粘度、換系數(shù)等等。實際應(yīng)用中 VOF 模型也受到相應(yīng)的限制：必須用壓力基求解器進(jìn)模擬；VOF 模型中必須包含流體，不存在不包括啊任何相態(tài)流體的情況，即系中任何位置都是介質(zhì)連續(xù)的；加入體系中只存在工質(zhì)流體的一種相態(tài)，則將質(zhì)看成可壓縮的理想氣體。2.3 微熱管模型的建立與網(wǎng)格考核2.3.1 物理模型的建立2.3.1.1 模型的建立本次數(shù)值計算分析的模型微熱管是軸對稱圖形，以實際為基礎(chǔ)，在進(jìn)行 C數(shù)值模擬之前需要對微熱管進(jìn)行合理的簡化，提取陣列微熱管中的一個單元熱管最為研究對象，簡化為二維軸對稱模型，如下圖所示。提取一個單元

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]蒸發(fā)與凝結(jié)現(xiàn)象的分子動力學(xué)研究及實驗[D]. 王遵敬.清華大學(xué) 2002

碩士論文
[1]面向大功率LED水冷散熱的微型換熱器設(shè)計及性能分析[D]. 侯亭波.華南理工大學(xué) 2014



本文編號：3275643