脉动热管单向运行性能研究

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1、工程硕士学位论文脉动热管单向运行性能研究作者姓名何永泰工程领域机械工程校内指导教师黄延禄副教授校外指导教师李坤锥高级工程师所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2015年01月12日InvestigationofPulsatingHeatPipeinUnidirectionalPerformanceADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：HeYongtaiSupervisor：Prof.HuangYanluSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TK172.4学校代

2、号：10561学号：201221002600华南理工大学硕士学位论文脉动热管单向运行性能研究作者姓名：何永泰指导教师姓名、职称：黄延禄副教授申请学位级别：工程硕士工程领域名称：机械工程论文形式：□产品研发□工程设计■应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：热管传热技术论文提交日期：2015年1月12日论文答辩日期：2015年3月15日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：王清辉委员：汤勇万珍平夏勋力黄延禄摘要脉动热管是一种新型高效的热管，具有制造成本低和传热性能好的特点。随着各种热管理环境对散热要求的提高和脉动热管本身技术的发展，脉动热管具有十分广阔的应用

3、前景。特别是制造出可稳定单向循环的脉动热管，将对脉动热管的性能有极大的提升，进一步拓宽了脉动热管的应用。本文主要研究脉动热管单向运行的条件及性能。基于非对称的思想，设计了半可视化的脉动热管观察单行流的发生，同时对其温度变化规律进行研究，然后对单向运行的脉动热管的启动性能和稳定运行性能进行研究，并发现脉动热管单向运行的外部条件是输入热流密度的不对称，并且在单侧加热的情况下可以获得最小热阻。重力决定单行运行的方向，即位于加热段的工质总有沿着重力反方向运动的趋势。在对脉动热管非对称加热的温度变化研究中，发现脉动热管运行时存在对立统一的震荡性和单向性。两侧输入的热流密度差异越大，单向性越强，振荡性

4、越弱；反之，单向性越弱，振荡性越强。在对脉动热管单向运行性能的研究中，发现脉动热管的启动性能和稳定运行性能随着功率的增加而增加，但随着充液率的变化出现相反的变化。充液率越高，启动性能越好，稳定运行性能越差。因此，并不存在一个绝对最优的充液率使脉动热管的性能达到最佳，而是需要根据实际应用环境进行取舍。本文还发现对于单向运行的脉动热管，在高功率低充液率条件下，相变传热占主导。同时，本文还发现了重力使更多的液态工质聚集在底部，加热段位置越高，局部充液率就越低，则启动性能越差，稳定运行性能也越差，从而为脉动热管的反重力应用提供指导。关键字：脉动热管；可视化；单向性；传热性能IAbstractPul

5、satingheatpipeisanewandefficientheatpipe,withlowmanufacturingcostandexcellentheattransferproperty.Astheimprovementofthecoolingrequirementsandthetechnologicaldevelopmentofpulsatingheatpipe,ithasverybroadapplicationprospects.However,itwillimprovetheheattransferpropertyandbroadentheapplicationofpulsa

6、tingheatpipeafterstablyunidirectionalpulsatingheatpipeismanufactured.Thispapermainlystudiedtheoperationconditionandperformanceofunidirectionalpulsatingheatpipe.Withtheasymmetricthought,thehalf-visualpulsatingheatpipewasdesignedtostudythehappeningofunidirectionalflow,thetemperaturevariationregulari

7、ty,thestartupperformanceandstableoperationperformanceofunidirectionalpulsatingheatpipe.Itfoundthattheexternalconditionofunidirectionalflowwasasymmetricheatfluxinput.Theminimumthermalresistancecouldbeacquiredinone