脉动热管传热性能研究

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1、密级:学校代码：10069类型：应用基础研究学号：Y20120155TIANJINUNIVERSITYOFCOMMERCE硕士学位论文脉动热管传热性能研宄StudyofHeatTransportinPulsatingHeatPipe专业工程热物理研宄生韩魏指导教师苏新军天津商业大学机械工程学院二〇一五年六月独创性声明及使用授权声明一、学位论文独创性声明本人所撰写的学位论文是在指泞教师的指导下独立完成的研究成果。除已明确标注或得到许可外，所撰写的学位论文111不包含他人己巾请学位或其他用途所使用过的成果，不包含其他个人或集体己经发农或撰写过的研究成果，本人的指导教师对此进行了审定。对木文的研究做

2、出重要W献的个人或集体’木人已在文中做出明确的说明并表示谢意。如冇不实，本人承拒相应责仟。二、学位论文及研究成果使用授权声明本人同意授权天津商业大学以非赢利方式保存、使用本人的学位论文的电子版及纸质版。授权天津商业大学将本论文的全部内容或部分内容提供给有关方面编入数据库进行检索、出版及提供信息服务。同意学校向围家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘本人在校期叫取衍的研究数据、相关成果等知识产权归天津商业大学所存。注：涉及保密的学位论文在解密后适用本授权。学位论文作者签字：動熬指导教师签字：寻曰期：年公月曰分类号：学校代码：10069密级：研究生学号：Y20120155脉动热管传热性能研究Stu

3、dyofHeatTransportinPulsatingHeatPipe研究生姓名：韩魏专业名称：工程热物理指导教师姓名：苏新军论文提交日期：2015年5月学位授予单位：天津商业大学摘要随着电子芯片等元器件不断向高频、高速运行和小型化的发展，热流密度越来越高，散热问题成为影响电子元器件性能和可靠运行的关键问题之一。同传统热管相比，脉动热管结构简单、传热性能好、随意弯曲等优点，是解决电子元器件散热问题的有效途径之一。脉动热管的传热性能受到很多因素的影响，如热管结构与尺寸、工质物性、充液率、倾斜角、加热方式与重力等。近些年来的研究表明脉动热管的传热特性与工质热物性密切相关。本课题首先研究了以水和乙

4、醇为工质的脉动热管，确定了脉动热管有效运行的最佳充液率和乙醇溶液的浓度，进而研究了氧化石墨烯和表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）对以去离子水和乙醇为工质的脉动热管传热性能的影响。研究发现：1、以乙醇溶液为工质的脉动热管传热效率最大对应的最佳浓度和最佳充液率均是50%。2、氧化石墨烯对以去离子水为工质的脉动热管传热性能具有强化作用,而对以乙醇溶液为工质的脉动热管传热性能强化作用较差。氧化石墨烯对以去离子水为工质的脉动热管传热性能的强化作用受功率的影响。在加热功率低于20W时，氧化石墨烯对脉动热管的强化作用较弱；当功率在30～60W之间时，氧化石墨烯的脉动热管的强化作用较强，在3.71～11.33

5、%之间，且随功率的增加逐渐增强；但由于氧化石墨烯的沉降，随着功率继续增大，强化作用逐渐减弱，最终在80W之后，反而削弱热管的传热性能。3、表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）能强化以去离子水为工质脉动热管的传热性能，且浓度越大强化作用越强，但热管的有效工作范围和强化区域将减小。SDS对以去离子水为工质脉动热管的传热性能的强化作用受加热功率的影响。随功率的增大，强化作用先增强后减弱，当功率足够大时，反而会削弱热管的传热性能，且浓度越大所需要的功率越小。SDS对以乙醇溶液为工质脉动热管传热性能的强化作用较强，且加热功率在20～60W之间比较明显，高达5.4～13.74%。SDS能增大脉动热管中乙醇溶

6、液振动频率，降低波动幅度，且能加快稳定脉动流的形成。关键词：脉动热管；氧化石墨烯；表面活性剂；强化传热IAbstractWiththedevelopmentofelectronicchipsetc.tohighfrequency,highspeedandminiaturization,theheatfluxismoreandmorehigh,theproblemofheattransferhasbecomeoneofthekeyissuesthataffecttheperformanceandreliabilityofelectroniccomponents.Comparedwithtradi

7、tionalheatpipe,pulsatingheatpipehastheadvantagesofsimplestructure,goodheattransferperformance,randombendingetc，itispossibletobeaneffectivewaystosolvetheproblemofheatdissipationofelectroniccomponents.M