重力热管基于VOF模型的传热特性研究

采用Fluent软件选用VOF模型,并加载自定义函数(UDF),实现重力热管内部的相变传热过程,对重力热管进行数值模拟分析.研究结果表明:Fluent可以将重力热管内部相变过程较好地呈现出来.当加热功率为60 W时,换热系数达到最大值;当加热功率继续增加到80 W时,换热系数逐渐下降.当充液率在0.20~0.24范围时,随着充液率的增加,等效对流换热系数也增加;当充液率在0.24~0.32时,等效对流换热系数逐渐降低;充液率为0.24时,等效对流换热系数最大.当倾角在30°~60°时,等效对流换热系数随倾角增大而增大;当倾角在60°~90°时,等效对流换热系数随倾角增大而减小;倾角为60°时等效对流换热系数最大.

单环闭式循环脉动热管的动力学特性研究

为了提高脉动热管的传热效率,实现更加高效的传热效果,研究了单环闭式循环脉动热管的动力学特性。首先本文建立了弹簧-质量-阻尼模型,通过Matlab程序进行理论计算,得到了脉动热管内工质位移随时间变化的理论计算结果;然后建立仿真模拟的数值模型,计算得到了不同加热功率下液柱的位移等参数随时间的变化规律。结果表明:脉动热管内液柱的振荡频率随加热功率的增大而增大;当管内最大压力与最小压力的差值小于某一临界值时,管内工质做振荡运动,反之,工质做循环运动;脉动热管内工质的运动具有同步化现象。

混沌特性对脉动热管传热性能的影响研究

为了研究混沌特性对脉动热管传热性能的影响,搭建了闭式脉动热管传热性能的实验台.通过实验测量了以水为工质的管式脉动热管在风冷条件下不同倾角(30°、45°、60°、90°)与不同加热功率(15 W、30 W、45 W、60 W、75 W、90 W、105 W)下各测温点处的壁面温度,研究了倾角与加热功率对脉动热管传热性能的影响规律,并通过对蒸发段与冷凝段管壁温度(θ_(4)和θ_(13))的时间序列进行相空间重构,用Matlab程序绘制了混沌吸引子图,计算了各工况的最大李雅普诺夫指数,分析了脉动热管混沌特性对传热性能的影响.结果表明:在30°~90°倾角范围内,随着加热功率的增加,脉动热管的总热阻逐渐减小,蒸发段传热系数增大;在较大加热功率下,倾角对脉动热管传热性能的影响很小,而最大李雅普诺夫指数随着加热功率的增加而增大,混沌性越强传热性能越好.

两相闭式热虹吸管混沌特性及其传热性能研究

探究两相闭式热虹吸管的传热混沌,以及操作参数对其混沌性和传热性能的影响,建立混沌特征参数与传热性能间的联系。通过搭建实验台测量两相闭式热虹吸管稳定运行过程中不同工况下的管壁温度信号,基于非线性分析的混沌理论研究处理测量的温度脉动信号,绘制吸引子轨迹图,建立最大Lyapunov指数与传热特征参数的联系,揭示传热性能与混沌特性的关系。结果表明:两相闭式热虹吸管具有确定性混沌行为,操作参数对混沌性和传热性能具有显著影响,混沌性与传热性能呈正相关关系。