一、陶瓷微通道内的传热和压降特性（论文文献综述）
徐冲[1]（2021）在《异型微肋阵通道内纳米流体脉动流动与传热特性研究》文中研究说明电子散热技术作为电子器件可靠运行的重要保障,广泛应用于航空航天、大型服务器、军事设备设施、工业机器人和民用电子产品中。航空发动机、电脑芯片、雷达TR组件等发热部件都属于设备的核心部件,作为维持这类发热部件有效运行的电子散热器,其地位可见一斑。微通道液冷作为一种高效的冷却技术,已经广泛地在大功率的电子器件上得到应用。随着电子器件越来越小型化和大功率化,探索更高效的微通道液冷技术已迫在眉睫。基于此,本文以异型微肋阵通道为散热器冷板,结合脉动流、石墨烯纳米流体和CNT/石蜡复合PCM为强化传热的手段,开展了相关研究。具体的研究内容如下:（1）结合已有的文献研究,设计了4种错列分布的微肋阵通道模型:圆柱形微肋,圆锥形微肋,方柱形微肋和金字塔形微肋。通过数值仿真的方法计算了四种微肋阵通道在不同条件下的热阻、努塞尔数和摩擦因子等参数,发现变截面微肋阵通道,即圆锥形和金字塔形微肋阵通道的综合热性能要优于等截面微肋阵通道,即方柱形和圆柱形微肋阵通道。其中金字塔形微肋阵通道的综合热性能最优。在此基础上,对金字塔形微肋阵通道的微肋倾角和肋端间隙进行了优选设计,得到了微肋倾角为60°,肋端间隙为0.5mm时,为最优方案。（2）对金字塔形微肋阵通道进行了工艺设计和加工。开展了微肋阵通道内的纯水恒定流的换热实验,分析了通道内的流动和传热特性。发现随着雷诺数的增大,压降呈现出类指数式的增长,使得入口流量的增速逐渐放缓。通过分析通道内的速度场和温度场的协同特性,解释了微肋阵通道内强化传热的机理。定义了关于泵功率的能效因子,揭示了泵功率对传热的强化特性,量化了强化传热的效率。结果表明,能效因子呈先增大后减小的趋势,且随着泵功率增大到某一个阈值,强化传热效率将接近0,说明了泵功率对强化传热的不可持续性。（3）选用四种波形电压（方波,正锯齿波,反锯齿波,正弦波）驱动微流泵产生脉动流,开展微肋阵通道内的流动和传热实验。通过分析流量特性和热性能,发现方波电压均优于其他三种波形电压。在此基础上,开展了不同占空比的方波电压驱动的脉动流的流动和换热实验。发现不同占空比的方波电压驱动的脉动流都存在一个最佳脉动频率（5或6Hz）,使得此频率处的换热性能最佳。同时,占空比为25%和30%的方波电压条件下的换热性能要优于其他占空比。此外,还对脉动流的波形特性参数进行了定义和分析,采用计算权重分数的方法,定性分析了不同脉动流特性参数对强化传热的影响权重,其重要性排序为:激增率>振幅>波峰>波峰宽>波谷>波谷宽。另一方面,采用数值方法分析了脉动流条件下的场协同特性,更深层次地揭示了脉动流强化传热的机理。（4）采用两步法制备了浓度范围为0.05～0.2%的石墨烯纳米流体,以占空比为25%的方波电压作为驱动电压,研究了石墨烯纳米流体脉动流的强化传热特性。结果显示,最佳脉动频率的值并不受纳米流体浓度的影响。与纯水脉动流相比,纳米流体脉动流的换热效率有明显的增长,但其增幅明显低于其对应的纳米流体热导率的增幅。在脉动流的强扰动和混合下,纳米流体表现出了更高的强化传热效率,相较于恒定流状态,脉动流状态下的纳米流体比纯水的强化传热效率增强了3.7～5%。通过图像处理的方法对纳米颗粒在通道内壁的吸附沉积做了量化表征,进一步证实了脉动流的强扰动对纳米颗粒沉积的抑制。（5）混合了四种不同熔点的石蜡,形成熔点范围较宽的混合石蜡,通过掺入高热导率的碳纳米管（CNT）,制备了质量分数为5～15%的CNT/石蜡复合PCM。开展了纳米流体脉动流条件下,复合PCM的强化传热的实验研究。结果表明,最佳脉动频率为5Hz,当CNT质量分数为5%时,换热效率反而降低了,当CNT的质量分数为15%时,努塞尔数的最大增强率约为17.3%。
赵润泽[2]（2021）在《低温环路热管高效冷凝器设计及性能优化》文中提出在空间探测应用中,需要使用热控系统对低温光学系统和电子学系统进行控温。机械制冷机能够提供较大的冷量,同时保证输出温度的精度和稳定性,是航天热控系统的理想冷源。环路热管是一种高效的两相热传输设备,能将制冷机的冷量远距离传输至受控元件,同时隔离制冷机对光学系统的电磁和机械震动干扰,环路热管管线具有一定的柔性,方便在航天器内灵活布局。环路热管冷凝器是与制冷机换热的核心部件,由于冷凝器尺寸通常远大于制冷机冷头,因此需要使用冷板进行过渡连接,造成了额外的热损失和重量负担。针对以上问题,本文对低温环路热管冷凝器小型化设计进行了相关研究。为了在更小的冷凝器面积内实现相同的换热量,需要对流道进行紧凑化设计,同时流道截面尺寸需要更小。本文冷凝器设计为与制冷机冷头尺寸接近的圆盘状,外部尺寸为Φ60 mm×10 mm,内部流道借鉴高热流密度散热领域中常用的树状流道网络,设计了侧进侧出型的Y形分叉流道网络,流道级数为对称4级,每一级在分叉后分支数为2。每一级分支内,母流道和子流道的截面尺寸遵循固定比例,单支子流道截面积小于母流道,但是两支子流道的总截面积大于母流道,工质在每个分叉后流速降低。Y形分叉流道相比相同流道长度和水力直径的串行流道相比具有更大的换热面积和更小的压降,同时温度分布更加均匀,能满足小型冷凝器高效换热的需求。设计得到的冷凝器可以与制冷机冷头直接耦合,设计重量仅为传统压管式涡旋冷凝器的1/3。基于设计优化后的圆盘状Y形分叉流道冷凝器,设计加工了使用丙烯工质的环路热管整机,并进行了测试实验。实验得出以下结论:在冷凝器温度223 K、203 K、183 K时,对应最小热阻值分别为0.19 K/W、0.29 K/W和0.50 K/W。工作温区下降时,由于蒸发器到补偿器的漏热增大,环路热管热阻逐渐增大。环路热管在低温下由可变热阻区到固定热阻区的转折点后移,183 K时环路热管全程工作在可变热阻区。对冷凝器出口温度的分析发现,随着温度下降,冷凝两相段长度变短,冷凝器长度由设计不足逐渐转变为设计冗余,对冷凝器流道长度设计提出了建议。实验对比了流道长度相同（90 mm）的Y形分叉流道和U形单管流道冷凝器,实验结果表明,在冷凝器温度223 K时,Y形流道冷凝器和U形流道冷凝器的环路热管分别在30 W和20 W时进入固定热阻区,其最小热阻分别为0.19K/W和0.47 K/W。从换热和流阻的角度分析,在相同的流道长度下,Y形流道冷凝器具有更大的换热面积和更小的流动阻力,有利于降低冷凝相变温度和外环路压降,从而获得更小的换热温差和热阻。使用Y形流道冷凝器的环路热管明显具有更高的换热效率,在与低温制冷机耦合的热控系统中有很大的应用价值。
张景全[3]（2021）在《牵引变流器波纹冷却通道的流动与传热特性研究》文中指出随着列车运行速度的提升,列车功率不断增大,变流器功率也不断地增大,从而导致变流器的热量急剧增加,而且随着电子电力元件技术的快速发展,电子电力设备的发展方向基本都趋向于集成化、高密度化和微型化。动车组的核心装置牵引变流器正是属于集成化这一模块,这更加导致变流器的热流密度急剧上升。电子元件温度过高,将会影响变流器的使用寿命和列车的安全稳定运行。为了避免温度过高带来的损害,需要对牵引变流器冷却通道结构进行研究,以此来提高冷却通道的强化换热能力。本文主要针对列车牵引变流器的冷却通道结构进行研究。首先通过对牵引变流器水冷散热器结构进行合理的简化,搭建了三维几何模型,对边界条件和入口条件进行了设置。然后通过仿真软件ICEPAK对并联水冷板结构进行了仿真模拟,分析了在不同工况下并联水冷板结构的流动与传热特性。为了提高冷却通道的强化换热能力,在并联水冷板结构的基础上,对通道结构进行优化设计,即在并联冷却通道底面加入正弦函数驱动的波纹面、梯形波纹面、三角形波纹面。对这几种新型结构的流动与传热特性进行研究分析,发现波纹面能有效提高冷却通道的换热性能。最后,研究分析了几何参数（波幅、波长以及冷却液入口流速和热源间距）对正弦波纹冷却通道的流动和传热特性的影响以及二次函数下的波纹冷却通道和非周期性波纹冷却通道的流动与传热性能。本文主要结论有:（1）首先利用ICEPAK对并联水冷散热器结构行了仿真模拟,根据仿真结果对并联冷却通道的流动与传热特性进行了研究分析。然后在并联冷却通道的基础上进行了设计优化,搭建了正弦波纹型、三角形、梯形波纹冷却通道,通过仿真模拟对这三种波纹型冷却通道进行了对比分析。在同一流速下,正弦型水冷板结构的散热性能优于三角形水冷板结构和梯形水冷板结构,梯形水冷板结构的散热性能最差。然而正弦型水冷板结构的压力损失最大,梯形结构的水冷板压力损失次之,三角形水冷板的压力损失最小。改变冷却液的入口速度和热源之间的间距,发现随着冷却液入口速度的增大和热源间距的增加,水冷板的散热效果会越来越好。（2）针对正弦波纹冷却通道,研究分析了波纹面的几何参数对正弦波纹型冷却通道的传热和总压降的影响。结果表明随着波纹波幅的增加,波纹冷却通道的换热性能也在不断地提高,同时进出口的压力损失增大。而波纹通道的传热因子随着波幅的不断增加,呈现先增大后减小的趋势,且值均大于1。当波幅为12 mm时的冷却通道,传热因子达到最大值。说明此时的波纹冷却通道综合性能最佳。（3）随着波纹波长的不断增大,波纹通道的换热性能不断降低,压力损失随之减小。波纹冷却通道的传热因子随着波长的不断增大呈现增大的趋势,且其值也都大于1。（4）最后设计出了不同于正弦波纹通道的两种波纹冷却通道结构:二次函数下的波纹冷却通道和非周期性波纹冷却通道。这两种结构的压力损失比正弦波纹冷却通道的压力损失小,但是正弦波纹冷却通道的换热能力优于二次函数下的波纹冷却通道结构和非周期性波纹冷却通道结构的换热能力。
孙明美[4]（2021）在《开放型多孔材料微通道流动沸腾实验研究》文中研究指明微电子计算机、导弹卫星和军用雷达等精密设备蓬勃发展,设备体积微小型化,运行速度不断提升,导致器件功率密度大幅增加,对散热提出更大挑战。利用微通道进行两相流动沸腾换热,以汽化潜热的形式带走热量,具有换热系数高、均温性好以及工质需求量低等优点。本文利用高渗透率、高比表面积的铜粉烧结多孔材料制备了4种开放型的微通道热沉,对多孔材料微通道进行流动沸腾可视化及换热与压降的实验研究,并利用相变传热机理、多孔介质传热机理、微尺度效应等理论对实验结果进行解释,分析多孔结构参数、开放狭缝结构以及运行工况对开放型多孔材料微通道流动沸腾的气泡动力学行为特征、两相流型规律及其转换机制、换热与压降及不稳定性的影响,用以指导高效微通道散热器的优化设计。多孔材料存在的大量孔隙在沸腾中能够形成内部孔穴和表面凹穴两大类汽化核心,孔径分布和毛细性能因子是影响多孔材料微通道流动沸腾换热的主导因素,适当控制铜粉形状和烧结环境能够获得宽泛的汽化核心半径范围和较强的毛细抽吸力,在沸腾中提供密集汽化核心的同时及时对核化部位进行液体补充;多孔材料微通道沸腾曲线相对密实铜材质微通道发生向左、向上的偏移,ONB点明显提前,在降低壁面过热度方面优势显着;理论模型显示多孔结构中存在热传导、微对流、微液膜蒸发三种传热机制。在开放结构中形成了泡状流、弹状流、Ⅰ型分层流和Ⅱ型分层流四种流型,其中在Ⅰ型分层流时获得了较高的传热系数,并且在多孔材料微通道中形成分层流时孔隙内部液体能够持续发生核化,由汽块高速运动带来的对流蒸发与核态沸腾共同主导换热,相对密实铜材质微通道的换热系数最高提升两倍以上。压降与流型转换密切相关,由泡状流转变为Ⅰ型分层流时发生了压降的阶跃增长,并且多孔材料微通道较大的壁面粗糙度导致了更大的压降,适当增加开放狭缝高度能够降低压力损失并提高换热系数,同时开放狭缝的存在大大降低了流动不稳定性,有利于确保高散热需求设备的壁面温度均匀性。
张海燕[5]（2021）在《超临界压力CO2通道内流动换热特性研究》文中进行了进一步梳理国民经济的迅猛增长使得能源需求日益加大,使用清洁能源和提高能源利用效率是未来能源系统的重要发展方向。超临界CO2系统结构紧凑、效率高,在未来能源系统中应用前景广泛。作为系统中的重要组成部分,换热设备的性能对整个系统的效率有着重要影响。然而,超临界CO2在临界点附近剧烈变化的物性以及一些新型紧凑式换热器复杂的通道结构,给换热设备的优化设计带来巨大挑战。因此,阐明超临界CO2在不同通道内的复杂流动换热机理对于指导换热器优化设计具有重要意义。本文基于数值模拟和实验测试,对超临界压力CO2（sCO2）在通道内的流动换热性能进行详细分析,并针对不同通道结构进行了优化设计。首先建立单直通道模型,设置壁面受均匀热流,探究sCO2流动换热机理。在单直通道内,为获得较高对流换热系数,同时流动阻力和熵产较小,通道内热通量与质量通量的比值应相对较小,工作压力也应相对较小。相同水力直径的圆管、半圆管和方管中,圆管内整体对流换热系数最大,方管内流动阻力系数最小。理论分析和数值结果均表明,sCO2在黏性底层和过渡层内的有效热导率对管内局部对流换热系数的大小起着决定性作用。考虑到太阳能集热器、燃煤锅炉水冷壁等换热设备中周向热流明显不均的情况,通道内sCO2的换热性能更为复杂。建立有固壁的圆管模型,研究非均匀热流条件对管内流动换热性能的影响。大部分情况下,周向热流越不均,sCO2的流动换热性能越差。非均匀热流条件时,加热半周越接近通道底部,sCO2换热性能越好。为缓解非均匀热流导致的传热恶化,提出了四个局部强化的管道。强化管道内,sCO2的综合性能可提升23%左右,同时管道内壁的热流和温度不均匀度也明显降低。分布协同理论可以很好地解释非均匀热流导致的管内换热不均匀性。印刷电路板式换热器（PCHE）通道结构复杂且通道布置方式多样,仅基于单个圆管中sCO2的流动换热规律,并不能满足其优化设计要求。因此,建立更接近实际流动换热过程的耦合模型,探究PCHE内的sCO2的流动换热特性。基于半圆直通道耦合模型的研究,首次提出使用二次流数与雷诺数的比值（Se/Re）对水平通道内变物性导致的浮升力效应进行判别:当Se/Re>0.1时,浮升力效应的影响不可忽略。与传统浮升力判别式相比,新判别式对水平通道内整体和局部的换热强化都有更好的预测。较低雷诺数条件下,直通道PCHE内轴向导热的影响不可忽略,已有轴向导热判别数并不能对PCHE内局部轴向导热的影响进行准确的判断。与直通道相比,之字形通道可以有效强化换热,但同时流动阻力也明显增大。同时考虑热力学第一定律和第二定律评价指标,之字形通道的拐角在110°至130。之间时,sCO2在PCHE内可获得最优的综合性能。场协同原理可对不同之字形拐角通道内的流动换热性能进行很好的解释。之字形通道拐角附近的回流可有效增强局部速度和温度梯度的协同,且减小局部熵产。通道拐角相对较小时,通道内二次流强度更大,整体速度场和温度梯度场的协同更好。最后,基于课题组全温全压超临界CO2实验平台,对新翼型肋PCHE在不同质量流量、工作压力和入口温度条件下的换热和压降特性进行了测试。新翼型肋PCHE换热量最高可达100 kW,相同进出口条件下,新翼型肋PCHE的换热量与之字形通道PCHE相当,而压降仅为之字形通道PCHE的1/6左右。进一步的数值模拟结果还表明,增大新翼型肋宽对换热的影响不大但明显增大通道内压降。较低温度和质量流量有利于减小翼型肋通道内的局部参数振荡,从而保证换热设备稳定安全运行。本文从单直通道受均匀热流的数值模型入手,到探究非均匀热流条件对换热性能的影响,再基于实际换热器建立耦合模型进行分析,最后实验测试新结构PCHE,逐步深入。研究阐明了复杂工质在不同结构通道内的换热机理,获得了优化的通道结构,且针对水平通道内流体物性变化导致的浮升力效应提出了新的判别式,可为以变物性流体为工质的新型紧凑式换热器的优化设计提供重要参考。
刘广林[6]（2021）在《有机朗肯循环发电系统及蒸发器实验研究和优化》文中进行了进一步梳理我国存在大量的工业余热和太阳能、地热能等可再生的低品位热源,而有机朗肯循环（ORC）发电是低温热源转化为高品位电能的重要技术途径之一。因此,开展有机朗肯循环发电系统的研究对我国低品位能源高效利用和改善能源供给有重要意义。虽然国内外学者开展了众多的研究,但是在变负载系统运行性能及从系统和部件层面对蒸发器优化尚存在诸多科学问题和技术难题需要进一步研究,以便有效推动有机朗肯循环走向市场应用。因此,本文首先开展有机朗肯循环发电系统实验研究,在此基础上采用热力学第二定律对系统（?）效率和部件（?）损失进行分析,在此基础上从系统层面和部件层面进行优化,以期提高系统的热力学性能。针对电网波峰波谷导致系统变负载运行条件下热力学性能变化,建立热源功率为100 kW,系统最大运行压力为1.0 MPa的有机朗肯循环原理样机,选用R245fa工质进行实验研究,在冷热源参数等恒定情况下,研究不同膨胀机转速和负载条件下系统热力学性能。研究发现随膨胀机转速和负载功率的增大,工质流量和蒸发温度呈增大的趋势;而有机工质在膨胀机入口处过热度减少。膨胀机的膨胀比随着负载功率和膨胀机转速的增加而增大。有机朗肯循环系统净效率随着负载增加而增大;在负载相同时,随着膨胀机转速的增加而增大。为了进一步提高系统热力学性能,采用（?）分析对简单系统进行研究。针对热源温度在100～150℃的低品位热源,发现系统（?）效率随热源温度升高呈现增大趋势;当热源温度相同时,系统（?）效率随着工质蒸发温度的增加呈现先增大后减小的趋势。分析蒸发器、冷凝器、工质泵和膨胀机四大部件（?）损,得到在相同冷热源和工质条件下,蒸发器的（?）损失最大,如工质R600a和热源温度140℃时,蒸发器（?）损在四大部件总（?）损占比达到51%。针对系统中蒸发器（?）损最大,按照能量梯级利用原理,从系统角度提出双级有机朗肯循环发电系统新构型,意在提高系统热力学性能。研究得到在相同参数下,双级发电系统（?）效率大于单级循环系统（?）效率且存在最大值,如当热源温度为130℃和工质为R600a时,双级循环系统（?）效率相对于单级系统（?）效率提高了 10.1%。双循环系统预热器的质量分流比与工质、热源温度等参数有关,低温时分流比区间较大,高温时较小,变化趋势呈现等腰三角形的形状。不同工质适用热源温度范围不同,因此需要根据热源参数确定合适的工质和分流比。从部件强化传热角度,提出蒸发器内工质流动沸腾过程气液自动分相的强化换热机理,从实验方面开展平行结构和分相结构的换热性能验证研究。发现在饱和沸腾区,由于气液在表面张力作用下自动分相,形成液在加热区/气在两侧流动,强化了流动沸腾阶段的换热能力。如当热源热流密度为120 kW/m2和工质流量为0.4g/s时,分相结构比平行结构的局部换热系数（25 mm处）提高了 20.4%和平均换热系数提高了9.9%。核态沸腾区域由于气泡较小,直接进入下一段微通道,未产生气液分相现象,因此两种结构的换热系数基本相等。对气液分相通道的气液分离角度和分段数两个主要结构参数进行优化,发现饱和沸腾区内,随着气液分离角和分段数的增大,分相结构的局部换热系数和平均换热系数增大。在工质质量流量为0.4 g/s和热源功率为120 kW/m2时,20°气液分离角相对于10°时,25mm处局部换热系数提高了39.9%,加热区平均换热系数提高了28.4%;当气液分离角度为20°时,25 mm处6段结构比4段结构平均换热系数提高了 22.6%,强化换热因子为1.6。从表面微纳结构促进强化换热角度,采用电刷镀方法在6段结构和20°分离角的梯形通道制备了 Ag-Ni复合微纳表面,发现微纳表面促使工质饱和沸腾提前发生,进而强化沸腾传热。如加热功率为120 kW/m2和工质质量流量为0.4 g/s时,20mm处的微纳结构局部换热系数比6段结构增加了 3.6倍,微纳结构的平均换热系数相对于6段结构提高了 16.1%,强化换热因子为1.9。
李强强[7]（2021）在《有源相控阵天线冷板热设计及其热管理系统研究》文中研究指明伴随着微系统和“智”造技术的兴起,设备的尺寸日益变小,小型化的趋势越来越明显。设备尺寸减小的同时,功耗和集成度却在不断增大。由于热量散发不及时而导致的器件损坏问题也日益严重。相控阵天线阵面上分布着成千上万的功率器件,芯片集成度高,发热功率大,工作空间狭小,极易出现因温度升高造成设备损坏现象的发生。因此,研究高效的散热方式对于提高设备的寿命和使用场景具有重要意义。液冷技术具有较高的散热性能,特别是微通道散热技术,因其具有体积小,散热效率高等优点而被各国学者广泛研究。本文以某相控阵雷达天线为研究对象,提出了一种分级串并联微通道散热器,主要研究内容如下:（1）针对微通道散热领域,研究了物理几何结构与散热效果之间的关系,阐述了散热器设计的原则依据。以某圆环形阵列天线为研究对象,针对其自身的结构特点,结合设备工作时对最高温、均温性、压降的要求,基于流体传热的相关理论,提出并设计了一种分级串并联微通道散热器。（2）开展分级串并联微道散热器传热特性研究。采用数值计算的方法,设计并对比优化了5种不同物理结构散热器的散热效果,提出了最优的结构设计。计算结果表明:入口流量为900m L/min,热源功率为20W时,该结构散热器可使天线阵列单元工作时最高温降低至100℃以内,均温性降低至5℃内,满足设备指标要求。重点研究了单相流下几何因素和非几何因素对散热性能的影响,开展微通道散热器非定常流下脉动流的传热特性研究,结果显示脉动流下热源最高温较定常流时低5.2℃。对设计的散热器进行了流固耦合分析,通过热变形量的大小衡量结构的可靠性。计算结果表明:实际工况下,散热器的最大热变形量为0.09mm,均未超过阈值0.2mm。通过理论推导计算,从热阻和换热面积等指标上评估了散热器性能,结果显示优化后的散热器热阻最小为0.35K/W,流固换热面积达到最大为2840mm2,进一步验证了散热器结构设计的合理性。（3）设计并搭建微通道散热实验平台。开展入口流量、热源功率等条件下的散热效果并与数值计算做对比。实验验证表明:理论计算与试验值误差在5%内,该散热器散热性能优越,达到多芯片阵列时的指标要求。针对天线工作时对温度的苛刻要求,基于物联网技术,设计开发了一款天线微通道散热管理平台,并通过实验数据的在线测试,完成特定功能的验证,实现对设备的温度预警和在线实时监控功能。
骆洋[8]（2021）在《歧管式微通道内气液流动沸腾换热的数值模拟与实验研究》文中进行了进一步梳理近几十年来,高功率电子设备快速上升的功率消耗对散热提出了更高的要求,相比于常规尺寸的换热器,微通道换热器因其紧凑结构和优秀性能得到了工业界和学术界的重视。歧管式微通道（Manifold Microchannel,MMC）热沉是微通道热沉中的一种特定结构设计,同时具备优秀的换热性能与较低的压降损失。虽然目前微通道沸腾散热技术研究广泛,但是对MMC流动沸腾的研究尚有很大不足。本研究计划通过开发流固热耦合微尺度相变求解程序,设计装配MMC热沉实验测试系统,对MMC的换热压降特性以及两相流型规律进行数值和实验研究。本文首先构建开发了数值求解程序,通过二维方腔热毛细流动、二维非平衡液滴复原、螺旋盘剪切流、加热面单气泡生长等验证算例,对两相流相界面捕捉重构、表面张力、相变模型等方面进行了讨论和验证。随后,针对矩形截面微通道内的饱和流动沸腾现象,本文不仅对单气泡沸腾生长过程进行了工况变量分析,而且针对环形流动沸腾进行了微通道尺寸参数变化时的流动与换热对比。结果显示矩形微通道加热面出现气泡生长时有助于强化传热,而提升入口Re数、改变换热面的亲水性、使两个生长的气泡融合等措施能够显着提升气泡生长时的微通道换热性能;在其他条件一定时,矩形微通道环形流动沸腾存在最优宽高比,使液膜厚度较薄以实现高换热性能,但也容易因此出现局部干涸而导致传热恶化。在对MMC热沉结构进行数值计算后发现,微通道的结构尺寸和歧管的类型对热沉内流动与换热性能影响显着。微通道宽度wc、翅片宽度wf、进出口宽度比例等微通道几何尺寸参数在特定的运行工况下,均存在较为合理的值使热沉模块可以兼顾换热性能与压损特性。根据歧管通道结构特点,本文对Z、C、H和U四种类型的歧管结构进行了研究。结果显示Z型和C型歧管通道结构具有较大的流动不均匀性,H型和U型歧管结构使通过微通道的流量分布更均匀;热沉中的流动沸腾流型随着热流增加大致按照泡状流、弹状流、间歇流与环形流的基本流型进行演变;受歧管结构对流动的限制作用,Z型歧管和C型歧管结构在高热流工况下容易在出口歧管通道中形成空泡率较高的间歇流和环形流;当控制运行工况完全相同的条件下,U型歧管结构产生最好换热性能的同时也拥有最小的压力损失。最后本文设计装配了MMC热沉实验测试模块,在进行可视化实验研究后发现流动沸腾使MMC的换热性能得到提升,当增加入口质量流量和入口过冷度时有助于延缓起始沸腾点的发生;提升流量将增加MMC散热模块的进出口压降,但使用较低入口过冷度的工质有助于降低压降。在逐渐加大热流密度的过程中,发现热沉中两相流型基本可以分为气泡流和交叉流两类。
李俊业[9]（2020）在《微纳形貌表面在不同结构微细通道内的流动沸腾强化换热研究》文中研究说明随着科学技术的发展,在能源、化工和电子等领域有越来越多的设备和零部件需要高效热管理。微通道流动沸腾由于换热性能高、结构紧凑、泵功小等优点是当前最值得进一步研究的高效换热技术之一。在多种主流的微通道流动沸腾强化换热技术中,微纳形貌表面与特殊的微细通道结构设计均具有换热性能好、压降损失低的优点,具有广阔的发展前景,亟需进一步开展深入的研究。本文以过冷流动沸腾的强化换热为目的,以微纳形貌表面与微细通道结构为研究对象,通过实验研究不同微纳形貌表面在不同几何结构微细通道内的强化换热性能。本文研究的微纳形貌表面包括纳米尺度形貌的纳米线表面、微米尺度形貌的微米孔表面和多孔铜表面、微米/纳米复合尺度的微纳复合表面,涉及了不同尺度的多种形貌与不同的表面润湿性,本文研究的微细通道结构包括平直矩形通道、带气泡发生腔的平直矩形通道与阶梯矩形通道。通过设置不同的质量流量、热流密度和入口流体过冷度,分析过冷流动沸腾的换热系数、沸腾曲线、干涸前的最大热流密度、压降波动等参数,并通过高速摄像观测和分析两相流型,探究微纳形貌表面与微细通道结构对于流动沸腾强化换热的机理。本文首先对现阶段微纳形貌表面与微细通道结构的强化换热研究进行了综述,随后对微细通道流动沸腾实验系统做了介绍,并对光滑硅片在矩形通道内的过冷流动沸腾换热系数做了关联式分析,通过实验测量值与关联式计算式的吻合说明了实验系统的可靠性。在对不同高度纳米线表面的实验研究中,发现12μm高度纳米线表面的两相流动沸腾换热性能弱于4μm高度纳米线表面,因为更高的纳米线簇相互缠绕堆叠的尺度导致气泡在汽化核心腔内成核并脱离过程受到阻碍,在换热面进入沸腾状态后增大了近壁面区域的换热热阻。4μm高度纳米线表面形成了“形成拉长气泡——气泡上下游扩张——局部干涸——流体重新润湿”的周期性两相流型。随着热流变大,周期性两相流型中局部干涸占比变大,出现传热恶化现象。而12μm高度纳米线表面的流型发展没有这么迅速,高热流下仍以气泡聚合以及形成受限气泡向下游扩张为主,未形成逆流的拉长气泡,所以没有产生传热恶化现象。对于微米孔表面,在不同质量流量条件下的起始沸腾所需的过热度基本一致,且远低于其他微通道内的常规表面实验结果,疏水性和多孔结构是造成起始沸腾过热度低的主要原因。在低质量流量工况下,随着热流密度的增加,下游位置出现拉长气泡流,拉长气泡内部的薄液膜蒸发过程具有很好的相变换热效果,因此在高热流密度时通道下游的换热系数要优于上游。微米孔表面换热性能要优于光滑铜表面,换热系数最高强化了约36%。由于微米孔表面的壁面过热度更低,所以在实验中可以施加更大的热流密度。针对超疏水类多孔铜表面的成核位点多、换热面积大的优势和气膜难以脱离壁面的劣势,设计了气泡发生腔强制促使沸腾起始点提前,同时能够冲刷换热表面,防止气膜吸附并强制形成拉长气泡流,通过拉长气泡流薄液膜蒸发机制进行高效换热。在多孔铜表面相对光滑铜表面已有强化换热效果的基础上,进一步提升了低质量流量下的换热性能,换热系数在质量流量200 kg/（m2·s）和300 kg/（m2·s）时分别最大提升了53.1%和33.2%,但在更大质量流量下换热系数没有提升甚至有所下降。结合了微纳复合表面与阶梯通道的流动沸腾强化换热方法能够有效提升大热流密度下的沸腾换热性能,抑制局部干涸的产生,在低质量流量工况下出现干涸时的热流密度从126 k W/m2提升到了302 k W/m2。使用沸腾数可以对不同工况下从冲刷流到搅拌流的转折点做出判断。由于不同流型的换热机制不同,因此局部换热系数与流型具有很强的关联,冲刷流的局部换热较为均匀,而搅拌流的下游换热明显好于上游。
黄健[10]（2020）在《微通道内水基氧化铝纳米流体流动散热性能研究》文中提出随着芯片上单位面积内集成的晶体管数目成倍的增长,常规的冷却方式已经不能满足大功率芯片器件的散热需求,因此寻求高效的散热装置和散热介质已经成为业界的发展重点。微通道具有占用空间小,散热效率高以及可与芯片集成加工等优点,而新型的换热工质纳米流体具有良好的换热效果。因此将纳米流体与微通道技术结合,是解决高热流、高集成芯片器件新型热管理的良好途径。本文主要将蛇形微通道与水基氧化铝纳米流体结合,并对其流动散热性能进行研究。纳米流体稳定性是后续研究的基础,本文首先采用透射比法分析了纳米粒子和分散剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）对纳米流体稳定性影响分析,基于响应面分析方法,针对影响纳米流体稳定性的主要因素采用中心复合的试验设计方法。各因素对纳米流体稳定性影响显着性为:纳米粒子体积分数>SDBS质量分数>搅拌时间>超声时间。交互作用对纳米流体稳定性影响的显着性为:纳米粒子体积分数与搅拌时间>搅拌时间与超声时间>SDBS质量分数与超声时间>纳米粒子体积分数与SDBS质量分数>SDBS质量分数与搅拌时间>纳米粒子体积分数与超声时间。其次,进行了对水基氧化铝纳米流体流动散热实验的研究,主要分为两部分:1、搭建了纳米流体流动散热实验平台,实验平台主要由微通道散热系统、数据采集系统、热源系统三部分组成,主要设计了蛇形微通道和拧紧式微通道定位夹具,通过Labview对数据采集仪开发了图形界面。对实验平台进行了热平衡计算,偏差低于5%,验证了实验平台可靠性良好,能够满足后续实验数据的准确性。2、基于实验平台,研究了体积分数为0.1%-0.5%的纳米流体的流动散热性,分析纳米流体流动散热实验结果所得:（1）从换热特性来看:纳米流体的壁面温度比去离子水的壁面温度最高低2℃,纳米流体的努塞尔数为去离子水的1.12倍到1.66倍,表明水基氧化铝纳米流体的强化换热效果显着;（2）从流动性来看:实验中纳米流体流动阻力为去离子水的1.02倍到1.80倍。表明水基氧化铝纳米流体存在功耗增加的弊端;（3）从综合性能来看:实验中所用的纳米流体性能强化传热因子均大于1,强化换热效果均好于去离子水,体积分数为0.4%的纳米流体平均强化传热因子为1.4,综合性能最佳。最后,以上述实验为基础,以体积分数为0.4%的纳米流体作为冷却工质,对蛇形微通道结构进行仿真分析可知,随着流道间距的增加,芯片表面的温度随之上升,压降随之下降。由蛇形微通道的结构优化分析可知,流道间距为4mm时,微通道的流动散热性能最佳。
二、陶瓷微通道内的传热和压降特性（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、陶瓷微通道内的传热和压降特性（论文提纲范文）
（1）异型微肋阵通道内纳米流体脉动流动与传热特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 微通道结构改进的研究 |
| 1.2.2 脉动流强化传热的研究 |
| 1.2.3 纳米流体强化传热的研究 |
| 1.2.4 相变材料强化传热的研究 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 1.3.1 研究方法 |
| 1.3.2 主要内容 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第二章 不同结构微肋阵通道的流动和传热特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 不同结构微肋阵通道的阻力及传热特性分析 |
| 2.2.1 物理模型 |
| 2.2.2 边界条件和控制方程 |
| 2.2.3 网格独立性和计算模型的验证 |
| 2.2.4 结果分析 |
| 2.3 微肋倾角对通道热性能的影响 |
| 2.4 肋端间隙对通道热性能的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 微肋阵通道内的流动及换热特性的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验系统设计 |
| 3.2.1 微肋阵通道的工艺设计及加工 |
| 3.2.2 实验系统设计 |
| 3.3 实验方法及参数计算 |
| 3.4 实验系统的可靠性验证 |
| 3.5 误差分析 |
| 3.6 实验结果与分析 |
| 3.6.1 微肋阵通道内的的流动与压降特性 |
| 3.6.2 微肋阵通道内的换热性能 |
| 3.7 微肋阵通道内的场特性分析 |
| 3.8 泵功率对强化传热的规律研究 |
| 3.9 本章小结 |
| 第四章 脉动流动及强化换热特性的机理分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 脉动流实验系统 |
| 4.3 实验过程及方法 |
| 4.4 参数和误差分析 |
| 4.5 不同波形电压驱动的脉动流的强化换热特性研究 |
| 4.5.1 不同波形电压驱动的脉动流的流量特性 |
| 4.5.2 不同波形驱动的脉动流的换热特性 |
| 4.6 方波电压驱动的脉动流强化换热特性研究 |
| 4.6.1 方波电压驱动脉动流的流量特性 |
| 4.6.2 方波电压驱动脉动流的换热特性 |
| 4.7 脉动流特性参数对强化传热的权重分析 |
| 4.8 脉动流强化传热的场特性分析 |
| 4.9 本章小结 |
| 第五章 纳米流体脉动流动及换热特性的实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 纳米流体的制备 |
| 5.3 实验设置 |
| 5.4 参数和误差分析 |
| 5.5 脉动流条件下的纳米流体的强化传热特性 |
| 5.6 脉动流对纳米流体沉积的抑制特性 |
| 5.6.1 方法和结果 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 复合PCM材料对脉动流传热特性的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 复合PCM材料的制备 |
| 6.3 微肋阵通道的改进设计 |
| 6.4 实验设置 |
| 6.5 参数和误差分析 |
| 6.6 复合PCM对纳米流体脉动流的传热特性的影响 |
| 6.6.1 温度特性 |
| 6.6.2 换热效率特性 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（2）低温环路热管高效冷凝器设计及性能优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章.绪论 |
| 1.1.研究背景及意义 |
| 1.2.环路热管概述 |
| 1.3.环路热管冷凝器 |
| 1.3.1.环路热管冷凝器研究现状 |
| 1.3.2.冷凝两相流理论研究 |
| 1.4.树状流道换热器研究 |
| 1.4.1.结构参数设计模型和参数优化 |
| 1.4.2.新型流道网络结构 |
| 1.4.3.不同新型流道对比研究 |
| 1.5.本文主要研究内容 |
| 第2章.冷凝器流道设计与选型 |
| 2.1.流道结构设计 |
| 2.2.分叉流道选型仿真 |
| 2.2.1.网格划分及仿真设置 |
| 2.2.2.流道流动换热对比分析 |
| 2.3.冷凝器设计与加工 |
| 2.4.本章小结 |
| 第3章.环路热管实验系统 |
| 3.1.环路热管设计 |
| 3.1.1.部件选型 |
| 3.1.2.整机装配 |
| 3.1.3.环路热管充装 |
| 3.2.实验系统及实验流程 |
| 3.2.1.低温真空实验系统 |
| 3.2.2.实验流程 |
| 3.3.本章小结 |
| 第4章.冷凝器测试及结构仿真优化 |
| 4.1.冷凝器对比测试实验 |
| 4.1.1.热管传热性能研究 |
| 4.1.2.冷凝器传热性能研究 |
| 4.2.流道结构仿真优化 |
| 4.2.1.网格划分及模型设置 |
| 4.2.2.UDF编写 |
| 4.2.3.冷凝器冷凝流动换热研究 |
| 4.3.冷凝器流道优化及测试实验 |
| 4.3.1.流道结构优化设计 |
| 4.3.2.启动特性研究 |
| 4.3.3.传热特性研究 |
| 4.3.4.制冷机耦合热阻分析 |
| 4.4.本章小结 |
| 第5章.Y形流道冷凝器环路热管实验 |
| 5.1.相同长度 Y 形与 U 形流道冷凝器对比研究 |
| 5.2.不同温区下环路热管性能分析 |
| 5.3.本章小结 |
| 第6章.总结与展望 |
| 6.1.全文总结与主要结论 |
| 6.2.不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）牵引变流器波纹冷却通道的流动与传热特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及研究意义 |
| 1.2 牵引变流器冷却技术研究现状 |
| 1.2.1 空气冷却 |
| 1.2.2 热管冷却 |
| 1.2.3 微小通道冷却 |
| 1.2.4 液体冷却 |
| 1.3 国内外对冷却通道结构的研究现状 |
| 1.4 本文主要工作内容 |
| 2 牵引变流器水冷散热器理论基础 |
| 2.1 牵引变流器水冷散热器模型建立和求解方法研究 |
| 2.1.1 水冷散热器模型简化 |
| 2.1.2 水冷板几何模型的建立 |
| 2.1.3 水冷散热器计算区域的离散 |
| 2.2 牵引变流器水冷散热器数学模型建立的研究 |
| 2.2.1 数学建模的假设 |
| 2.2.2 湍流模型 |
| 2.3 相关参数定义 |
| 2.4 算法及网格独立性考核 |
| 2.4.1 算法考核 |
| 2.4.2 网格独立性考核 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 波纹冷却通道的流动与传热特性研究 |
| 3.1 波纹冷却通道结构模型 |
| 3.1.1 物理模型 |
| 3.1.2 网格划分 |
| 3.1.3 波纹冷却通道的流动与传热特性 |
| 3.1.4 与基础并联冷却通道的对比研究 |
| 3.2 进口速度对波纹冷却通道流动与传热特性的影响 |
| 3.3 热源间距对波纹冷却通道流动与传热特性的影响 |
| 3.4 与其他周期性冷却通道结构的对比研究 |
| 3.4.1 三角形波纹冷却通道 |
| 3.4.2 梯形波纹冷却通道 |
| 3.5 三种波纹型冷却通道的比较 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 不同几何参数对正弦型波纹冷却通道流动与传热特性分析 |
| 4.1 波纹波幅对波纹通道的影响 |
| 4.2 波纹波长对波纹通道的影响 |
| 4.3 基于二次函数的波纹结构对流动与传热的影响 |
| 4.4 非周期性波纹对流动与传热的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 主要符号表 |
（4）开放型多孔材料微通道流动沸腾实验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号对照表 |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 微通道流动沸腾研究现状综述 |
| 1.2.1 气泡行为与流型特征研究 |
| 1.2.2 换热与压降特性研究 |
| 1.2.3 流动沸腾不稳定性研究 |
| 1.2.4 强化换热研究 |
| 1.3 目前存在的问题 |
| 1.4 研究目标及内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 2 铜粉烧结多孔结构参数及流动沸腾实验方法 |
| 2.1 烧结多孔结构参数 |
| 2.1.1 孔隙率计算与测试 |
| 2.1.2 孔径分布统计 |
| 2.1.3 渗透率计算 |
| 2.1.4 毛细性能计算 |
| 2.2 实验件及实验系统 |
| 2.2.1 实验件制备 |
| 2.2.2 流动沸腾实验系统设计与搭建 |
| 2.3 数据处理方法 |
| 2.3.1 流动沸腾参数 |
| 2.3.2 不确定度 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 开放型多孔材料微通道气泡行为及流型特征分析 |
| 3.1 气泡行为特性 |
| 3.1.1 汽化核心理论模型 |
| 3.1.2 气泡生长模型 |
| 3.2 流型转换特征 |
| 3.2.1 开放型密实材质与多孔材料微通道流型对比 |
| 3.2.2 狭缝高度的影响 |
| 3.2.3 开放型多孔结构微通道内分层流的形成与传热机制 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 开放型多孔材料微通道流动沸腾换热特性研究 |
| 4.1 沸腾曲线影响因素分析 |
| 4.1.1 铜粉种类的影响 |
| 4.1.2 质量流速的影响 |
| 4.1.3 狭缝高度的影响 |
| 4.2 换热系数影响因素分析 |
| 4.2.1 铜粉种类的影响 |
| 4.2.2 质量流速的影响 |
| 4.2.3 开放型结构的影响 |
| 4.3 多孔材料微通道流动沸腾三相耦合热质传递机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 开放型多孔材料微通道压降及不稳定性研究 |
| 5.1 压降影响因素分析 |
| 5.1.1 铜粉种类的影响 |
| 5.1.2 热流密度与质量流速的影响 |
| 5.1.3 狭缝高度的影响 |
| 5.2 不稳定性研究 |
| 5.2.1 热流密度与质量流速的影响 |
| 5.2.2 狭缝高度的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 本文主要结论 |
| 6.2 研究创新点 |
| 6.3 工作不足与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）超临界压力CO2通道内流动换热特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明表 |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 超临界压力CO_2热物理性质 |
| 1.3 单通道内sCO_2流动换热性能研究现状 |
| 1.3.1 均匀热流条件光滑圆管内的流动换热 |
| 1.3.2 复杂几何及边界条件下的流动换热 |
| 1.3.3 浮升力和加速度效应判别式 |
| 1.4 印刷电路板式换热器(PCHE)研究现状 |
| 1.4.1 PCHE概述 |
| 1.4.2 PCHE内sCO_2流动换热特性 |
| 1.5 换热强化理论 |
| 1.5.1 二次流理论 |
| 1.5.2 场协同原理 |
| 1.5.3 熵产最小化理论 |
| 1.6 本文研究内容 |
| 第2章 不同截面形状单直通道内sCO_2流动换热机理 |
| 2.1 单通道数值模拟方法 |
| 2.1.1 几何模型及边界条件 |
| 2.1.2 控制方程 |
| 2.1.3 网格无关性验证及实验验证 |
| 2.2 单通道内sCO_2的局部流动换热 |
| 2.2.1 无重力条件下通道内的流动换热 |
| 2.2.2 浮升力效应对流动换热的影响 |
| 2.3 局部对流换热系数峰值影响因素 |
| 2.3.1 理论分析 |
| 2.3.2 数值验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 非均匀热流水平管内复杂流动换热特性 |
| 3.1 光滑圆管数值模拟方法 |
| 3.1.1 几何模型及边界条件 |
| 3.1.2 网格无关性验证及实验验证 |
| 3.2 光滑圆管计算结果与讨论 |
| 3.2.1 数据处理方法 |
| 3.2.2 壁面热流条件对换热性能的影响 |
| 3.2.3 加热不同半周对换热性能的影响 |
| 3.2.4 浮升力效应判别式 |
| 3.3 局部强化管道数值模拟方法 |
| 3.3.1 几何模型及边界条件 |
| 3.3.2 网格无关性验证 |
| 3.4 局部强化管道计算结果与讨论 |
| 3.4.1 数据处理方法 |
| 3.4.2 壁面热流条件对流动换热的影响 |
| 3.4.3 通道内壁面热流和温度不均匀度 |
| 3.4.4 强化管内换热机理分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 半圆直通道PCHE内CO_2-CO_2耦合流动换热 |
| 4.1 耦合流动换热数值模拟方法 |
| 4.1.1 几何模型及边界条件 |
| 4.1.2 实验验证及网格无关性验证 |
| 4.2 耦合模型数据处理方法 |
| 4.3 浮升力效应对耦合流动换热的影响 |
| 4.3.1 局部平均流动换热性能 |
| 4.3.2 壁面流动换热性能 |
| 4.3.3 浮升力效应判别式 |
| 4.4 轴向导热对耦合换热的影响 |
| 4.4.1 轴向导热对局部温度分布的影响 |
| 4.4.2 壁厚对换热的影响 |
| 4.4.3 直径对换热的影响 |
| 4.4.4 两侧进口温差对换热的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 之字形通道PCHE内CO_2-CO_2耦合流动换热 |
| 5.1 之字形通道数值模拟方法 |
| 5.1.1 几何模型及边界条件 |
| 5.1.2 网格无关性验证及实验验证 |
| 5.1.3 数据处理方法 |
| 5.2 整体流动换热性能分析 |
| 5.3 局部流动换热性能分析 |
| 5.3.1 沿程平均对流换热性能 |
| 5.3.2 局部壁面换热性能和内部流场分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 新翼型肋PCHE实验测试及模拟分析 |
| 6.1 实验测试装置 |
| 6.1.1 全温全压超临界CO_2测试平台 |
| 6.1.2 测试用新翼型肋PCHE结构 |
| 6.2 实验结果分析与讨论 |
| 6.2.1 数据处理方法 |
| 6.2.2 实验测试工况 |
| 6.2.3 不同工况下换热量和压降 |
| 6.3 新翼型肋PCHE实验验证 |
| 6.4 数值模型及网格无关性验证 |
| 6.5 数值模拟结果与讨论 |
| 6.5.1 新翼型肋结构参数的影响 |
| 6.5.2 翼型肋通道内换热机理分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）有机朗肯循环发电系统及蒸发器实验研究和优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 有机朗肯循环研究现状 |
| 1.2.1 工质研究 |
| 1.2.2 系统研究 |
| 1.2.3 主要部件研究 |
| 1.3 蒸发器流动沸腾强化换热研究现状 |
| 1.3.1 气液调控强化沸腾传热 |
| 1.3.2 微纳功能表面强化沸腾换热 |
| 1.4 当前研究存在问题 |
| 1.5 本课题研究内容 |
| 第2章 有机朗肯循环系统实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验系统 |
| 2.2.1 ORC系统 |
| 2.2.2 负载系统 |
| 2.2.3 冷热源系统 |
| 2.3 数据处理 |
| 2.4 机组运行特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 有机朗肯循环系统(火用)分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 简单系统(火用)研究 |
| 3.2.1 发电循环系统 |
| 3.2.2 数学模型 |
| 3.2.3 简单系统(火用)效率 |
| 3.2.4 部件(火用)损 |
| 3.3 发电系统新构型 |
| 3.3.1 双循环系统介绍 |
| 3.3.2 数学模型 |
| 3.3.3 双循环系统(火用)效率 |
| 3.3.4 部件(火用)损 |
| 3.4 双循环系统预热器分流比分析 |
| 3.5 双循环系统窄点温差分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 蒸发器分相原理及强化换热 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 气液分相强化换热原理 |
| 4.3 实验系统及实验段 |
| 4.3.1 实验系统 |
| 4.3.2 实验段及主要设备 |
| 4.3.3 实验操作 |
| 4.4 数据处理 |
| 4.5 气液分相强化传热特性 |
| 4.5.1 温度特性 |
| 4.5.2 换热系数 |
| 4.6 压降特性 |
| 4.7 气泡动力学 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 蒸发器气液分相换热优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 通道结构参数优化 |
| 5.3 结构参数对换热特性分析 |
| 5.3.1 角度对换热性能影响 |
| 5.3.2 分段数对换热性能影响 |
| 5.4 微纳表面强化换热 |
| 5.4.1 微纳表面制备 |
| 5.4.2 微纳表面对换热性能分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要研究结果和结论 |
| 6.2 研究意义和创新点 |
| 6.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）有源相控阵天线冷板热设计及其热管理系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 微通道散热的研究现状 |
| 1.2.1 微通道散热的国外研究现状 |
| 1.2.2 微通道散热的国内研究现状 |
| 1.3 有源相控阵天线冷板热设计国内外研究现状 |
| 1.3.1 有源相控阵天线冷板热设计国外研究现状 |
| 1.3.2 有源相控阵天线冷板热设计国内研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 相控阵天线冷板热设计拓扑结构研究 |
| 2.1 基本理论 |
| 2.1.1 传热学的基本理论 |
| 2.1.2 流体流动与传热的基本定律 |
| 2.2 微通道散热器结构设计的基本原则 |
| 2.2.1 流道宽度对散热性能的影响 |
| 2.2.2 流道数量对散热性能的影响 |
| 2.2.3 冷板厚度对散热性能的影响 |
| 2.3 微通道散热器拓扑结构设计 |
| 2.3.1 分级串并联微通道散热器的结构设计 |
| 2.3.2 计算流体力学的基本理论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 分级串并联微通道传热特性研究 |
| 3.1 微通道冷板结构的优化设计 |
| 3.1.1 天线微通道冷板结构的优化设计 |
| 3.1.2 优化结果分析 |
| 3.2 分级串并联微通道散热器单相流-热耦合研究 |
| 3.2.1 散热器仿真模型 |
| 3.2.2 几何因素对换热性能的影响 |
| 3.2.3 非几何因素对换热性能的影响 |
| 3.3 分级串并联微通道散热器非定常流传热研究 |
| 3.3.1 微通道内脉动流传热特性分析 |
| 3.3.2 微通道内脉动流换热性能影响因素研究 |
| 3.4 分级串并联微通道散热器流-固耦合分析 |
| 3.5 散热器性能的评估 |
| 3.5.1 微通道散热热阻分析 |
| 3.5.2 天线微通道冷板散热性能的理论验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 分级串并联微通道散热实验研究 |
| 4.1 天线微通道散热实验设计 |
| 4.1.1 实验目的 |
| 4.1.2 实验原理 |
| 4.1.3 实验平台的搭建 |
| 4.2 分级串并联微通道散热实验分析 |
| 4.2.1 实验过程 |
| 4.2.2 实验数据分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 天线微通道散热热管理平台研究 |
| 5.1 监控平台设计理论基础 |
| 5.1.1 前端模块 |
| 5.1.2 后端模块 |
| 5.2 需求分析 |
| 5.3 热管理平台的设计与实现 |
| 5.3.1 硬件部分的设计与实现 |
| 5.3.2 软件部分的设计与实现 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（8）歧管式微通道内气液流动沸腾换热的数值模拟与实验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 1.绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 歧管式微通道换热研究进展 |
| 1.2.1 歧管式微通道热沉简介 |
| 1.2.2 MMC单相流实验研究 |
| 1.2.3 MMC单相流数值研究 |
| 1.2.4 MMC流动沸腾实验研究 |
| 1.2.5 MMC流动沸腾数值研究 |
| 1.2.6 研究中的不足与启示 |
| 1.3 本文的研究目标与章节内容安排 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 章节内容安排 |
| 2.流动沸腾数值模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 VOF方法 |
| 2.2.1 简介 |
| 2.2.2 基本控制方程 |
| 2.2.3 表面张力 |
| 2.2.4 S-CLSVOF相界面捕捉方法 |
| 2.2.5 模型验证 |
| 2.3 气液相变模型 |
| 2.3.1 简介 |
| 2.3.2 Lee模型 |
| 2.3.3 Schrage模型 |
| 2.3.4 Rattner&Garimella模型 |
| 2.3.5 模型验证 |
| 2.4 湍流模型 |
| 2.5 流固热耦合 |
| 2.6 小结 |
| 3.矩形截面微通道内饱和流动沸腾机理的数值研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 矩形微通道内壁面附着单气泡生长 |
| 3.2.1 数值模型 |
| 3.2.2 单气泡生长换热特性 |
| 3.2.3 雷诺数、接触角与表面张力的影响 |
| 3.2.4 加热面双气泡合并的影响 |
| 3.3 不同宽高比矩形微通道内环形流动沸腾 |
| 3.3.1 数值模型 |
| 3.3.2 液膜厚度分布规律 |
| 3.3.3 环形流动沸腾换热特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 4.微通道结构对歧管式微通道热沉沸腾换热的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数值模型 |
| 4.2.1 控制方程 |
| 4.2.2 MMC的单相流验证 |
| 4.2.3 MMC的两相流验证 |
| 4.2.4 算例设置 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 微通道宽度 w_c和微通道翅片厚度 w_f的影响 |
| 4.3.2 进出口宽度比γ的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5.歧管类型对歧管式微通道热沉换热性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数值模型 |
| 5.2.1 控制方程 |
| 5.2.2 计算域设置 |
| 5.2.3 网格无关性检验 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 单相流流量分配 |
| 5.3.2 两相流型分布 |
| 5.3.3 沸腾换热特性 |
| 5.3.4 压降分布 |
| 5.4 本章小结 |
| 6.歧管式微通道热沉过冷流动沸腾的可视化实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验系统与数据处理方法介绍 |
| 6.2.1 实验系统介绍 |
| 6.2.2 歧管式微通道测试模块 |
| 6.2.3 实验操作方法 |
| 6.2.4 数据处理 |
| 6.2.5 不确定度分析 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 歧管式微通道单相流动换热与压降验证 |
| 6.3.2 沸腾曲线 |
| 6.3.3 换热系数变化规律 |
| 6.3.4 压降特性 |
| 6.3.5 流型分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7.总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 个人简介及在学期间发表的学术论文 |
（9）微纳形貌表面在不同结构微细通道内的流动沸腾强化换热研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 流动沸腾表面改性技术 |
| 1.2.2 微通道几何结构强化沸腾换热 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 2 实验系统与方法介绍 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 流体循环系统及装置 |
| 2.2.1 两相流动沸腾换热实验系统 |
| 2.2.2 实验仪器和设备 |
| 2.2.3 微细通道实验段 |
| 2.3 实验方法及流程 |
| 2.3.1 实验准备 |
| 2.3.2 实验流程 |
| 2.4 数据处理与误差分析 |
| 2.4.1 数据处理方法 |
| 2.4.2 不确定度分析 |
| 2.5 实验系统可靠性验证 |
| 2.5.1 压降验证 |
| 2.5.2 对流换热验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 矩形通道内纳米线表面过冷流动沸腾换热 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 形貌参数表征与测试工况 |
| 3.3 沸腾曲线与压降波动 |
| 3.3.1 局部沸腾曲线 |
| 3.3.2 压降波动 |
| 3.4 对流换热系数 |
| 3.4.1 平均换热系数 |
| 3.4.2 局部换热系数 |
| 3.5 沸腾流动两相流型 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 矩形通道内微米孔表面过冷流动沸腾换热 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 形貌参数表征与测试工况 |
| 4.3 过冷沸腾曲线 |
| 4.3.1 平均过热度沸腾曲线 |
| 4.3.2 局部沸腾曲线 |
| 4.4 沸腾换热系数与两相压降 |
| 4.4.1 平均沸腾换热系数 |
| 4.4.2 局部沸腾换热系数 |
| 4.4.3 压降与压降波动 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 带气泡发生腔的矩形通道内过冷流动沸腾换热 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 气泡发生腔与多孔铜表面 |
| 5.3 起始沸腾及流型特征 |
| 5.3.1 压降波动 |
| 5.3.2 沸腾曲线 |
| 5.4 两相换热特性 |
| 5.4.1 平均换热系数 |
| 5.4.2 局部换热系数 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 阶梯矩形通道内微纳复合表面的过冷流动沸腾换热 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 阶梯通道及微纳复合表面 |
| 6.2.1 阶梯通道与单相压降实验验证 |
| 6.2.2 微纳复合表面 |
| 6.3 沸腾换热特性 |
| 6.3.1 沸腾曲线与平均换热系数 |
| 6.3.2 沸腾数 |
| 6.4 流动沸腾两相流型 |
| 6.4.1 局部干涸区域分析 |
| 6.4.2 局部换热系数 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
（10）微通道内水基氧化铝纳米流体流动散热性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 课题背景及研究意义 |
| §1.2 微通道散热国内外研究现状 |
| §1.3 纳米流体国内外研究现状 |
| §1.3.1 纳米流体稳定性研究现状 |
| §1.3.2 纳米流体对流换热研究现状 |
| §1.4 本论文的主要研究工作 |
| §1.5 本章小结 |
| 第二章 纳米流体制备及稳定性分析 |
| §2.1 纳米流体的制备 |
| §2.2 纳米流体的稳定性分析 |
| §2.2.1 目测沉降法 |
| §2.2.2 透射比法 |
| §2.3 基于响应面纳米流体的稳定性优化 |
| §2.4 本章小结 |
| 第三章 纳米流体流动散热实验平台搭建 |
| §3.1 微通道散热系统 |
| §3.1.1 蛇形微通道设计与加工 |
| §3.1.2 定位夹具的设计与加工 |
| §3.1.3 其它装置 |
| §3.2 数据采集系统 |
| §3.3 热源系统 |
| §3.4 实验平台及实验过程 |
| §3.4.1 实验平台 |
| §3.4.2 实验流程 |
| §3.4.3 实验注意事项 |
| §3.4.4 实验平台的可靠性验证 |
| §3.5 本章小结 |
| 第四章 纳米流体流动散热实验结果分析 |
| §4.1 实验数据处理及误差分析 |
| §4.1.1 实验数据处理 |
| §4.1.2 实验数据误差分析 |
| §4.2 纳米流体的流动换热特性分析 |
| §4.2.1 流动特性分析 |
| §4.2.2 换热特性分析 |
| §4.3 实验关联式分析 |
| §4.3.1 实验关联式拟合步骤 |
| §4.3.2 流动阻力关联式拟合及误差分析 |
| §4.3.3 努塞尔数关联式拟合及误差分析 |
| §4.3.4 实验关联式验证 |
| §4.4 纳米流体综合性能评价 |
| §4.4.1 基于性能评价图分析 |
| §4.4.2 基于强化传热因子分析 |
| §4.5 本章小结 |
| 第五章 基于流动散热的蛇形微通道结构优化 |
| §5.1 蛇形微通道的有限元模型建立 |
| §5.2 蛇形微通道仿真分析 |
| §5.3 蛇形微通道结构优化分析 |
| §5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| §6.1 本文总结 |
| §6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读硕士期间主要研究成果 |
四、陶瓷微通道内的传热和压降特性（论文参考文献）
- [1]异型微肋阵通道内纳米流体脉动流动与传热特性研究[D]. 徐冲. 电子科技大学, 2021
- [2]低温环路热管高效冷凝器设计及性能优化[D]. 赵润泽. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2021(01)
- [3]牵引变流器波纹冷却通道的流动与传热特性研究[D]. 张景全. 兰州交通大学, 2021(02)
- [4]开放型多孔材料微通道流动沸腾实验研究[D]. 孙明美. 北京交通大学, 2021
- [5]超临界压力CO2通道内流动换热特性研究[D]. 张海燕. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2021
- [6]有机朗肯循环发电系统及蒸发器实验研究和优化[D]. 刘广林. 华北电力大学(北京), 2021
- [7]有源相控阵天线冷板热设计及其热管理系统研究[D]. 李强强. 电子科技大学, 2021(01)
- [8]歧管式微通道内气液流动沸腾换热的数值模拟与实验研究[D]. 骆洋. 浙江大学, 2021(01)
- [9]微纳形貌表面在不同结构微细通道内的流动沸腾强化换热研究[D]. 李俊业. 浙江大学, 2020(03)
- [10]微通道内水基氧化铝纳米流体流动散热性能研究[D]. 黄健. 桂林电子科技大学, 2020(03)