為提高脈動(dòng)熱管的傳熱特性,提出了一種兩管徑式脈動(dòng)熱管結(jié)構(gòu),并基于質(zhì)量、動(dòng)量和能量守恒方程發(fā)展了適用的物理和數(shù)學(xué)模型。這種兩管徑式脈動(dòng)熱管對(duì)蒸發(fā)段和冷凝段取不同管徑,兩者的比值定義為直徑比,應(yīng)用上述理論模型分析了直徑比對(duì)脈動(dòng)熱管運(yùn)動(dòng)規(guī)律和傳熱特性的影響。結(jié)果顯示:采用兩管徑結(jié)構(gòu),可以有效提升脈動(dòng)熱管的自激振蕩機(jī)制,特別是直徑比小于1時(shí)的情況。而從傳熱特性而言,相比于傳統(tǒng)等管徑式脈動(dòng)熱管（直徑比等于1）,采用直徑比小于1的結(jié)構(gòu)可以使脈動(dòng)熱管的熱阻明顯減小,采用直徑比大于1的結(jié)構(gòu)卻反而使傳熱特性下降。 

【文章來(lái)源】：航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2020,35(11)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

圖1 兩管徑式脈動(dòng)熱管模型

圖4(a)和圖4(b)分別給出了兩管徑式脈動(dòng)熱管振蕩頻率(f)和幅度(a)隨熱負(fù)荷變化的情況。由圖中可以看出,所有熱管液塞的振蕩頻率和振幅均隨著傳熱量的增大而增大。相比β=1時(shí),β>1的結(jié)構(gòu)帶來(lái)的振蕩頻率增大并不明顯,而振幅的增大卻較為明顯,說(shuō)明產(chǎn)生的形阻需要消耗較大的能量積聚,對(duì)換熱帶來(lái)了不利影響。而β<1時(shí),振蕩頻率有明顯提高,同時(shí)振幅也明顯下降,說(shuō)明形阻的影響沒(méi)有帶來(lái)較大的能量消耗,因而傳熱特性提高了。3.2 汽塞狀態(tài)分析

圖5給出了兩管徑式脈動(dòng)熱管穩(wěn)定振蕩時(shí)汽塞1內(nèi)氣體溫度和壓力的變化情況(汽塞2的情況與之類(lèi)似,僅存在相位差)�？梢钥吹綔囟群蛪毫ψ兓闆r基本上一致,它們的變化周期與液塞振蕩特性基本相同。β<1時(shí),汽塞狀態(tài)參數(shù)變化周期明顯變短,即頻率高于β=1和β>1時(shí)。還可以看出, β=1時(shí)氣體壓力和溫度的變化范圍最大,這意味著等管徑脈動(dòng)熱管液塞運(yùn)動(dòng)需要自激勵(lì)作用較大。分析原因,應(yīng)該與液塞受到的形阻有關(guān)。圖6給出了3種管型的汽塞內(nèi)氣體質(zhì)量變化率隨時(shí)間的變化�？梢钥闯�,同樣熱邊界條件下,β=0.5時(shí),氣體質(zhì)量變化率的周期更短,單位周期內(nèi)的相變質(zhì)量也更大。β=1和β=2的變化周期相當(dāng),但β=2時(shí)的單位周期內(nèi)的相變質(zhì)量明顯減小。這表明β<1的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)相變質(zhì)量傳輸更為有利。

【參考文獻(xiàn)】：
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