脉动热管稳态运行的理论模型研究

建立了脉动热管稳态运行机制的物理和数学模型。针对脉动热管中工质的实际流动状态,改进了模型中的流动机理和毛细滞后阻力机理,并耦合脉动热管的充液率、蒸发凝结两相传热模型进行了迭代求解。结果显示,潜热传热量占总传热量的比例在30%以内,管内工质流动属于湍流流动状态,表明改进后的求解模型比较符合脉动热管实际运行工况,较为准确地反映了脉动热管的流动和传热规律。     

板式脉动热管强化传热方法研究

为了研究板式脉动热管的传热性能强化的方法,对原型和改进型两种不同板式脉动热管传热特性进行数值分析比较。基于VOF方法建立板式脉动热管汽液两相流动及相变传热三维非稳态数学模型,仿真得到不同加热功率条件下热管内流型演化和温度分布。仿真结果表明,改进型脉动热管在高功率阶段,整体等效热阻小于原型。     

热管式CPU散热器总传热能力的研究

对一种热管式CPU散热器的传热机理、传热路线和各传热阶段的热阻进行了定性分析和定量分析，建立了该热管散热器的传热模型，导出了其总传热系数的计算式，并给出了计算实例。     

MEMS工艺微热管传热性能的定量分析

介绍了一种基于硅体加工技术以及阳极键合技术的微热管阵列.通过两种传热模型对微热管的性能进行了分析.利用传统热管理论及经典传热理论对传热性能进行定量计算,将传热过程逐步分解并建立传热模型,对热管热阻进行估算.这种较简易的分析模型可为热管设计提供初步的参考结果.再利用有限元法以同样的参数来模拟热管传热过程以得到更加精确的热阻及热场分布结果,采用Ansys软件来进行有限元的分析.     

脉动热管理论及技术进展

脉动热管作为热管家族新成员,相对传统热管和其他的散热器件有着很大的传热优势,能够实现高热流密度的微型电子器件的散热要求,近年来很多学者开展了对脉动热管的理论和技术研究,本文主要从以下方面介绍脉动热管研究进展:实验研究,通过可视化和传热性能实验,观察流型变化并分析传热强化效果;理论研究,通过建立脉动热管的简化模型,采用数值模拟的方法观察流动过程中流态的变化或者采用数值编程计算的方法分析求解脉动热管的传热过程;管路结构改进研究,采用不同的脉动热管的管路形式来实现两相流工质的合理分配,减少两相流的局部阻力,从而分析其对传热的影响。     

异型管在热管换热器中传热数值模拟研究

针对热管换热器中热管具有高效传热特性,在诸多领域有着极其重要的应用。应用fluent计算软件对三种不同形状的热管的传热性能进行研究,并研究三角形热管与四边形热管混排的传热性,并比较它们之间的传热效果。分析得出:圆形热管的传热系数从前排到后排近似符合抛物线分布;三角形热管的热管系数从前排到后排维持高的传热系数不变,在此热管换热器中三角形热管的综合传热性能最好,能起到强化传热的效果;正方形热管和正方形与三角形热管从前排到后排传热系数近似符合指数分布。     

单环路脉动热管工质数值模拟

根据单环路脉动热管的结构特点及传热特性,建立了考虑热管内气液两相流动、传热传质和相变的数理模型。选取乙醇和纯水为工质,采用Vof方法对脉动热管进行数值模拟,研究了热管运行过程的气液相变。结果显示,脉动热管性能与气化潜热有关,工质气化潜热低的脉动热管更容易启动。     

微矩形沟槽热管传热极限模型和实验研究

对微矩形沟槽热管的传热极限进行数学建模,并通过实验讨论分析热管工质物性群数NI、几何结构群数Ge和重力比数Hg三者对其传热极限的影响作用.研究表明,Qc与Ge和Hg呈近似指数增长变化,而与NI成线性增长关系.热管运行于较高温度、合理的几何结构和有效利用重力的辅助作用,可明显提高热管的传热能力,同时也证明了该传热极限模型的正确性.     

重力热管两相传热特性影响参数的数值研究

重力热管以其极佳的传热能力广泛应用于工程领域，而对于单根热管传热性能的提升则能够更好地提高换热设备的效率。本文通过数值模拟方法，分析了重力热管参数变化对其传热特性的影响。结果表明：VOF (Volume of Fluid)模型能够捕捉重力热管内部的蒸发冷凝现象；热管热阻随着充液率或加热功率的增大而减小；在一定范围内，热管热阻随热管内径增大而减小，随冷凝段长度增大而先增大后减小，但冷凝段长度过小会导致气液循环效果变差，因此，在实际设计中应考虑热管传热极限及安全长度比，保证热管的安全运行。     

振荡热管翅片散热器传热分析

根据振荡热管翅片散热器的结构特点及传热特性,建立了振荡热管翅片散热器的数理模型。选用不同翅片尺寸、翅片间距及管孔位置,运用A N SY S软件对振荡热管翅片散热器进行数值计算,得到翅片的温度分布图,并通过仿真结果为振荡热管翅片散热器优化提供理论基础。     

基于热管技术的磨削弧区强化换热研究

针对高效磨削中存在的磨削弧区热问题,有学者提出借鉴热工领域高效传热的热管技术来实现强化磨削弧区换热的构想。通过对热管砂轮结构的设计以及传热过程的理论分析,确定了影响热管砂轮传热性能的主要因素为工质种类、工质注液量和砂轮转速。并在搭建的传热性能试验平台上完成了热管砂轮基体的传热性能试验,探索了这些因素对热管砂轮传热性能的影响规律,确定了热管砂轮可用于缓进给深切磨削。在热管砂轮中注入18 g蒸馏水进行了电镀CBN热管砂轮与无热管砂轮缓进给深切磨削高温合金GH4169的对比试验,通过对比两种砂轮磨削条件下磨削弧区的平均温度、工件表面质量、工件表层金相组织、显微硬度以及磨削后砂轮表面形貌等,证实了热管砂轮的确具有优良的强化换热效果,可在无热管砂轮磨削发生严重烧伤的情况下将磨削弧区的温度控制在60℃以下的较低水平。     

微沟槽热管拉削成形工艺及其传热性能研究

提出一种热管内表面微沟槽拉削成形方法,利用多齿拉刀在铜管内表面的挤压作用加工出具有连续翅结构的微沟槽,并通过实验研究了微沟槽热管的启动性能、等温性能以及不同倾角下传热功率.结果表明:拉削成形微沟槽热管在约(15～20)s内实现启动,具有快速热响应能力;热管还具有良好的等温性能,蒸发段和冷凝段的温差较小;热管内真空度对热管传热性能有很大的影响;热管在重力辅助条件下传热功率最大,水平放置时次之,反重力状态下传热功率最差.     

热管换热器用于LED冷却系统的试验研究

研发了一种将大功率发光二极管(LED)散热和热管传热相结合的用于大功率LED冷却的热管散热器,并对设计出的热管散热器的传热性能进行了试验研究。结果表明,该热管散热器具有良好的散热能力,在输入功率为50W的情况下能控制节点温度在70℃以下,而且热管换热器的散热能力和工作倾角有密切关系,倾角越小,散热能力越好,垂直使用时散热能力最差,最后从理论上加以分析。     

基于低熔点合金相变的变刚度软体机械臂稳态传热研究

建立了基于低熔点合金相变的变刚度软体机械臂稳态传热模型，通过理论方法计算了机械臂稳态传热过程中各子模块的温度、传热功率和螺旋盘管中水的对流换热情况，并利用COMSOL Multiphysics仿真软件直观表达其稳态传热过程。仿真结果与理论计算结果差异在4.5%以内。理论分析和仿真结果可用于指导软体机械臂变刚度模块的设计。     

新型水铜热管

由哈尔滨工业大学、抚顺石油二厂和我厂合作研制成功了 RGS-250型水铜热管,经鉴定认为已达到国内先进水平。热管是一种新型的高效传热元件,以热管为传热元件的热管换热器是一种新型的换热设备。热管可单独     

浅谈热管换热器在石化领域中的应用

热管是人们所知的最有效的传热元件之一,它可将大量的热量通过其很小的截面积远距离地传输而无需外加动力。目前,热管及热管换热器作为高效传热传质设备已广泛应用于石油、化工、动力、冶金、建材、轻工等领域。本文将介绍热管换热器的特点,并简要说明热管换热器在石油化工行业的应用。     

CTAB表面活性剂脉动热管性能研究

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)阳离子型表面活性剂水溶液为工质,对不同浓度的CTAB表面活性剂水溶液脉动热管的启动过程、温度振荡曲线、及传热特性进行了试验研究,并与去离子水进行对比。结果表明:随着表面活性剂浓度的增加,脉动热管的启动时间先增加后减少。浓度为0.25%的CTAB水溶液启动时间相比去离子水减少28.5%。高加热功率下,高浓度CTAB水溶液(≥0.125%)脉动热管在稳定运行阶段温度振荡幅度明显减小,且蒸发段运行温度相比去离子水降低20%。CTAB对脉动热管传热强化作用与加热功率密切相关。低加热功率下(≤40 W),CTAB表面活性剂的添加增大了传热热阻;高加热功率下,高浓度CTAB脉动热管的传热热阻明显降低。对于浓度为0.25%的CTAB水溶液脉动热管,当加热功率从20 W升高到100 W时,热阻从1.73 K/W降低到0.3 K/W,减小了83%。     

超薄热管传热性能 的数值模拟

超薄热管在工作过程中,内部存在复杂的相变过程和两相流运动,由于封装等限制,无法通过试验对内部情况进行精准分析.为研究超薄热管在工作过程中的内部情况,对超薄热管的传热性能进行数值模拟.采用流体体积模型对超薄热管内部的两相流状态进行捕捉,分析不同充液率下超薄热管内部混合工质的速度和压力变化情况.结果表明,随着超薄热管内部充液率的提高,超薄热管内部混合工质的整体速度呈现先提高后降低的趋势.当充液率为50％左右时,混合工质的整体速度达到峰值1.4 m/s.此时超薄热管的温度波动较小,且传热过程较为稳定.     

热管车刀的研制

本文根据实际车刀的要求,设计了一种新型热管车刀,并对热管车刀和普通车刀进行了比较详细的传热计算。最后,作了切削温度和刀具磨损对比实验,实验结果表明：（1）由于热管车刀有效地降低了切削区的温度,从而提高了切削效率2～3倍,刀具耐用度也有了明显的提高。（2）热管车刀的传热计算与实验结果基本相符,因此理论计算公式具有参考价值。（3）为热管新技术在车削加工中的应用提供了一个新的途径。（4）对高温耐热合金钢的加工具有重要意义。     

多尺度复合结构多孔芯热管的制备及其传热特性

根据热管各部分的功能差异,以纳米多孔铜粉和不规则铜粉为原料,设计并制备了一种新型多尺度复合结构多孔芯热管;该热管蒸发段多孔芯为两层结构,管壁侧为由纳米多孔铜粉烧结而成的小孔隙层,工质腔侧为由不规则铜粉烧结而成的大孔隙层,绝热段和冷凝段多孔芯则均为由不规则铜粉烧结而成的大孔隙层。采用自组装的传热性能测试装置研究了热管的传热性能。结果表明：多尺度复合结构多孔芯的小孔隙层可以提供较高的毛细力,大孔隙层可以提供较大的工质流动通道,从而提升热管传热能力;与单层均匀多孔芯热管相比,多尺度复合结构多孔芯热管表现出了更高的抗重力传热能力,在完全抗重力条件下(倾斜角度为90°)的传热极限功率高达90 W,比由纳米多孔铜粉和不规则铜粉烧结而成的单层均匀多孔芯热管分别提升了2.9倍和2.3倍。