自然循環(huán)與低溫熱管耦合系統(tǒng)中熱管性能的理論研究與數(shù)值模擬.pdf

1、自然循環(huán)(NCC)與低溫熱管(CHP)的耦合系統(tǒng)是一種正在開發(fā)的新型低溫傳熱元件，它結合了自然循環(huán)和低溫熱管各自的特點，具有預冷快速、傳熱高效等突出優(yōu)點，在地面?zhèn)鳠犷I域中存在廣闊的應用空間。低溫兩相閉式熱虹吸管作為系統(tǒng)的兩大基本組件之一，在系統(tǒng)穩(wěn)定工作時承擔了絕大部分的傳熱任務，它的效能高低將直接決定整個系統(tǒng)的工作能力。 本文對耦合系統(tǒng)中低溫熱管的傳熱性能進行了理論分析，針對其冷凝段、蒸發(fā)段的具體情況分別建立了數(shù)學模型，并編寫了

2、計算程序對模型進行了離散和迭代，得出了熱管工作情況的數(shù)值解。在對液膜的處理中，同時考慮了界面剪切應力和液膜過冷度的作用，推導出液膜厚度、界面剪切應力和液膜位置高度之間的關系，從而求解出液膜的具體分布和換熱性能。液池部分存在兩種不同的傳熱機理一自然對流和核沸騰，其影響區(qū)域按照與截面含氣率的關系進行劃分，對各自的熱流密度分別求解，然后得出綜合的傳熱性能系數(shù)和內外壁溫的變化曲線。本文還對各主要參數(shù)：管長、熱流量、充注量對熱管性能的影響進行了對

3、比計算和 1)管內工質的分布狀態(tài)：絕大部分工質集中在熱管底部的液池。池面以上的管壁附著一層向下流動的液膜，其厚度不足管徑的1％，呈現(xiàn)先增厚再減薄的總體趨勢。 2)熱管各部分的換熱性能：各段都具有較高的傳熱系數(shù)，尤其冷凝段的凝結換熱系數(shù)很大。蒸發(fā)段的壁面溫差較小，體現(xiàn)出良好的等溫性。 3)各參數(shù)的影響：冷凝段的長度越短，壁溫越高，液膜的厚度越小，有利于增強凝結換熱；熱負荷增加將促進池內沸騰換熱，同時導致壁溫有一定程