探究金属间化合物sbsn的制备、表征及原油降粘和脱硫应用研究

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1、南京工业大学博士学位论文金属间化合物SbSn的制备、表征及原油降粘和脱硫应用研究姓名：王勇申请学位级别：博士专业：化学工程指导教师：云志200806博士学位论文摘要随着电子技术的飞速发展，电子产品的集成度越来越高，其发热量也越来越大，因此电子产品的散热设计已经成为电子系统设计的重要组成部分。熟管技术在电子热设计领域的应用已经逐渐为人们所重视，并表现出令人乐观的发展前景。对于笔记本电脑CPU等高发热量元件的散热，小型轴向槽道热管已经成为必不可少的传热部件。对小型轴向槽道热管内部的汽液两相流动、相变传热过程的深入系

2、统研究不仅可以为熟管技术在高端电子产品散热领域的应用和进一步推广奠定基础，而且可以丰富热管理论、为微小空间的传热传质过程研究乃至微米尺度传热学提供重要的数据基础。本文在分析总结前人研究成果的基础上，建立了小型轴向槽道热管水平稳定操作的热阻模型，并建立了操作方便、数据可靠的试验系统，针对一种商业形式的小型轴向槽道热管进行试验研究，对热阻模型予以验证。并针对采用传统圆柱状小型轴向槽道热管二次加工制成的扁平形式、部分扁平形式以及弯曲形式进行了试验和分析。具体研究内容和结论如下：(1)建立了二维小型水平圆柱状轴向槽道热

3、管的热阻模型，该模型在热管液相的轴向流动计算中，采用准二维方式，轴向质量、动量平衡方程和周向柱坐标扫描过程相结合，提高了模型精确度，模型计算了不同槽道形式下，不同充液量的热管，在不同工作温度下的稳态工作热阻。(2)根据不同热管形式和使用方式，设计了风冷电加热和水冷水加热测试系统。两套系统各有优点：风冷电加热系统加热方式灵活、操作简便、结果直观；而水冷水加热系统精度比较高、可以实现系统热平衡标定。(3)首次发现小型轴向槽道热管在水平和负倾斜角度下存在启动滞后现象，通过分析发现产生这种现象的原因是蒸汽在微槽道内出现

4、非连续流动现象，．通过运用气体动力学理论进行分析，得出微槽道在各个温度下的临界转变尺寸，并得到了小型轴向槽道热管壁面温度突跃值，与实验结果吻合良好。(4)针对小型圆柱状轴向槽道热管的传热特性进行研究，发现在适当充液量的条件下，热管蒸发段的相变形式以蒸发为主，而非传统热管理论所认为的以沸腾为主。研究发现在大充液量，正倾斜角度情况下，小型轴向槽道热摘要管可能出现明显的不稳定传热现象。通过对小型轴向槽道热管在不同倾斜角度和不同工作温度下传热特性的分析和研究，发现倾斜角度对热管的影响主要是对热管液相工作介质回流阻力的影

5、响，在本研究中毛细极限是小型轴向槽道热管的主要控制极限。工作温度降低会导致小型轴向槽道热管冷凝段换热系数的降低，而负的倾斜角度会导致蒸发段换热系数的降低。(5)针对不同扁平度的小型轴向槽道热管进行了分析和研究，得出当压扁厚度为2mm时，制约小型轴向槽道热管传热能力的主要因素已经转变为蒸汽的轴向流动阻力而不再是液相的回流阻力。对于2mm厚的小型轴向槽道热管，蒸汽的轴向流动产生的热阻成为热管热阻的主要部分，所以粘性极限也相应地成为主要控制极限。热管蒸发段的换热形式仍然以蒸发过程为主，且．其数值可以采用圆柱状小型轴向

6、槽道热管的经验公式计算。(6)针对在蒸发段和冷凝段部分压扁的小型轴向槽道热管进行了分析和研究。发现蒸汽流动对小型轴向槽道热管的传热性能的影响比较大。通过对小型轴向槽道热管轴向温度梯度的分析，发现不同形式的小型轴向槽道热管，轴向蒸汽压力损失也不相同。随着冷凝段的厚度减小，蒸发段的蒸汽流动压力损失最大位置将向绝热段移动。通过模拟研究和分析，发现在热管蒸发段向绝热段过渡的突扩段和绝热段向冷凝段过渡的突缩段存在涡流和二次流现象，并且在热管冷凝段出现湍流流动的特征；这些蒸汽流动过程的．‘扰动会导致小型轴向槽道热管传热性能

7、的下降。(7)针对不同厚度的绝热段900弯曲小型轴向槽道热管进行试验研究和分析。发现对于小型轴向槽道热管来说，在绝热段弯曲后，仍能保持比较好的传热．性能。研究发现弯曲段的蒸汽局部流动阻力对小型轴向槽道热管的传热性能有比较大的影响。分析了蒸发段和冷凝段换热系数随传递功率变化的趋’势，发现蒸发段换热系数在稳定工作段随着传递功率的增加而增加，而冷凝段换热系数在稳定工作段则随着传递功率的增加而降低，并通过对热管内部液相工作介质的分布的研究，定性的给出了上述现象的解释。．上述研究成果为小型槽道热管的进一步应用提供了技术支

8、持，丰富了现有的热管理论，并提出了新的小型槽道热管模型，完善了热管试验研究手段，为其他形式热管的研究提供了理论和试验的新思路。关键词：小型轴向槽道热管，相变传热，两相流动，压力损失n博士学位论文ABSTRACTW迁h妇mpiddevebpmemofebc们nictech∞b西骼，ek戗)11icprod僦sattainincreaSin91y址gherlevelofi11睁影tiona