微環(huán)路熱管蒸發(fā)器內(nèi)兩相流動換熱特性研究.pdf

1、近年來，微環(huán)路熱管系統(tǒng)(MLHPs)在機載電子設備換熱領域有著很大的應用前景和發(fā)展?jié)摿?，對MLHP的研究越發(fā)引起國內(nèi)外研究學者們的關注。學者們對MLHP系統(tǒng)的研究主要集中于整個MLHP裝置的實驗測試和理論研究，常簡化蒸發(fā)器吸液芯內(nèi)復雜的熱物理過程。蒸發(fā)器吸液芯的傳熱性能與蒸發(fā)器設計是緊密相關的，而蒸發(fā)器設計最廣的就是蒸發(fā)器管殼和吸液芯內(nèi)的結(jié)構(gòu)設計，因此本課題對兩種不同結(jié)構(gòu)的圓形截面蒸發(fā)器建立數(shù)值模型，以研究蒸發(fā)器中主吸液芯在整個系統(tǒng)循環(huán)

2、回路中的傳熱性能以及吸液芯內(nèi)復雜的蒸發(fā)潛熱過程，探索各參數(shù)對MLHP傳熱性能的影響。
　　本文建立兩種不同結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)器的軸對稱二維數(shù)學模型來模擬蒸發(fā)器主吸液芯內(nèi)的穩(wěn)態(tài)工況。該模型考慮了毛細驅(qū)動對流冷卻和傳熱蒸發(fā)過程。通過數(shù)值模擬研究液體進口溫度、熱流密度、多孔芯結(jié)構(gòu)參數(shù)等單參數(shù)對蒸發(fā)器主吸液芯的傳熱性能的影響。通過數(shù)值模擬獲取蒸發(fā)器管殼平均溫度Twall和蒸汽出口溫度Tout，計算蒸發(fā)器的傳熱性能指標（接觸熱導率、蒸發(fā)熱阻和傳熱系

3、數(shù)），并研究其隨著各種影響參數(shù)的變化而變化的情況。
　　數(shù)值模擬結(jié)果表明:
　　(1)當進口液體溫度遠遠小于液相工質(zhì)飽和溫度時，蒸發(fā)器的傳熱性能變化很小;只有當進口液體溫度接近液相工質(zhì)飽和溫度時，蒸發(fā)器的傳熱性能才能得到充分發(fā)展和強化。
　　(2)隨著熱流密度的增大，蒸發(fā)器管殼平均溫度Twall、接觸熱導率和傳熱系數(shù)不斷增大;蒸汽出口溫度Tout先逐漸增大后不斷減小;蒸發(fā)傳熱熱阻不斷減小，即當熱流密度處于一定范圍內(nèi)時，

4、增加熱流密度可以強化其蒸發(fā)器的換熱效果。
　　(3)對蒸發(fā)器模型1而言，低熱流密度作用下的蒸發(fā)傳熱性能受孔隙率的影響不大，孔隙率對其傳熱性能的影響在高熱流密度作用下比較明顯。對蒸發(fā)器模型2而言，不論熱流密度為何值，其蒸發(fā)傳熱性能對孔隙率的變化都相對比較明顯。
　　(4)低熱流密度時，較低的有效導熱系數(shù)對蒸發(fā)器模型1的傳熱性能影響很小;高熱流密度時，有效導熱系數(shù)的增大可以強化其流動換熱性能。而對于蒸發(fā)器模型2而言，其傳熱性能隨