小型平板CPL蒸发器耦合计算及优化设计研究

本文建立了小型平板CPL蒸发器毛细多孔芯内汽液两相流动与传热的模型以及金属外壁和工质区的导热模型,并进行耦合求解.分析了金属侧壁效应对蒸发器性能的影响,提出小型平板CPL存在着侧壁效应传热极限.数值结果表明,工质蒸发发生在多孔芯加热表面附近,蒸发器采用单一金属外壁时由于侧壁效应导致系统传热极限低,而上壁采用导热系数大,侧壁及下壁采用导热系数小的新型结构能够明显的提高系统的传热能力,同时使加热表面的温度维持在较低的水平.     

小型平板CPL蒸发器预热驱动过程研究

分析了小型平板CPL蒸发器毛细多孔芯上下表面温差对启动的影响,建立了蒸发器满液启动的数学模型.结果表明,对不同的金属外壁,多孔芯上下表面平均温差存在一个最大值,铜壁时,温差较小,侧壁效应明显;采用不锈钢壁及上壁铜、侧壁下壁不锈钢时,温差大,侧壁效应小;采用不锈钢外壁时蒸发器加热面的温度过高.上壁采用导热系数大、侧壁下壁为导热系数小的金属对小型平板CPL蒸发器的正常启动以及降低加热表面温度非常有利.     

平板型环路热管应用于LED的启动特性研究

本文将平板型环路热管应用于大功率LED的散热,通过实验研究了加热位置、放置方式和功率对启动特性的影响.蒸发器内的汽液分布影响着从蒸发器到补偿器的热泄漏,从而影响启动特性.如果非有效蒸发区内的液态工质量越多,则热泄漏越小,环路热管越容易启动.此外,补偿器内工质往液管流动,相当于补偿器对外做功,自身能量有减少的趋势,促使形成循环所需的更大压差.     

小型平板CPL蒸发器优化设计研究

本文建立了小型平板CPL蒸发器二维的整场数学模型,并用SIMPLE程序对蒸发器进行整场耦合求解.研究表明,平板型CPL蒸发器存在着侧壁效应传热极限,减小液体补偿腔的高度,减小侧壁以及下壁的厚度以及增加毛细芯的高度可以提高CPL的传热能力.     

CPL复合毛细芯流动性能及工质特性分析

本文分析了两相毛细泵回路(CPL)复合结构毛细芯的流动阻力特性,讨论了影响毛细芯阻力大小的主要因素,计算结果表明,复合毛细芯的流动性能比单一粒径毛细芯优越。另外,还分析了工质物理性质对CPL性能的影响,指出改善工质表面张力特性是研制高性能CPL的方向之一。     

循环变化功率的环路热管工作特性研究

本文自主研制了不锈钢水环路热管并开展实验研究,观察环路热管在循环变化功率下的运行特性,对比分析了不同循环功率下环路热管的运行特性。实验结果表明:环路热管在不同实验工况下均具有良好的可重复性和较稳定的热输运性能;在较高的循环功率下,环路热管的稳定运行温度较高,温度响应较为迅速,但整体循环周期可能较长;变功率后环路热管各部分的温度变化与功率变化前的温度分布和汽液分布都有着密切的联系;输入功率突降会导致环路内液体工质短时间内倒流。     

小管道内汽泡生长过程特性

本文在大空间汽泡生长模型的基础上,结合小直径管道内空间尺度对汽泡生长过程的限制特点,推导出小直径管道内汽泡生长过程方程,为讨论小直径管道内沸腾换热特性打下理论基础。     

毛细相变回路热力学和水动力学分析

基于质量守恒、能量守恒方程,耦合环路热管各关键节点处压力、温度及传热传质关系,通过计算冷凝器中汽液界面位置,将环路热管内压力损失分为蒸汽侧压损和液相侧压损,并构建了从局部到整体的稳态运行数学物理模型,重点分析了冷凝界面位置和蒸发器热泄漏对环路热管稳态运行的影响规律。发现,低热流密度下,冷凝界面越靠近蒸汽出口越有利于提高环路热管的传热性能,但随着热流密度增加,冷凝位置对环路热管稳态性能的影响程度越来越小;抑制热泄漏或增加流入补偿室内的冷量,均可增大毛细芯两侧温度梯度,降低运行温度,进而提高环路热管的传热性能。     

有机自组装低维圆偏振发光材料的研究进展

具有圆偏振发光(CPL)性质的材料由于在3D显示、光学存储以及光学防伪等领域的重要应用,近年来越来越受到研究人员的关注。超分子策略能够将不同类型的分子组装成具有独特功能的低维(零维、一维和二维等)结构,因而成为构筑CPL活性有机低维材料的最有效方法之一。本文从超分子自组装驱动力的角度综述了近几年自组装CPL活性有机低维材料的研究进展。首先,本文系统地总结了现阶段设计自组装CPL活性有机低维材料的策略,其次重点讨论了这类材料的性能及应用,最后探讨了这一领域未来的发展机遇和挑战。     

带有相变空间的平板环路热管蒸发段的可视化实验研究

以强化相变力驱动环路热管内工质流动为目的,研究了以水为工质的一种平板式环路热管的蒸发段部分。实验所设计的蒸发器其加热底面与吸液芯分隔开来而形成相变空间,为了更好的观察及研究工质的相变特性,将系统设置为开式系统,并且采用可视化装置进行研究。实验以在不同加热功率和相变空间高度条件下,进行了多组实验,来分析它们对系统的性能影响。通过实验现象及实验数据的分析,得出相变空间对系统产生的影响。结果表明:相变空间的存在,有效提高了热管的换热性能。     

多蒸发器CPL热管及纳米流体应用于热管的研究进展

毛细泵回路热管(CPL)具有较高的传热能力,控温能力强,在航空和电子元器件的冷却方面具有广泛的应用背景,采用纳米流体强化热管内部的传热性能获得了越来越多的关注.文中首先介绍了多蒸发器CPL热管的工作原理、特点及研究现状;其次分析纳米流体应用于各种热管强化传热的研究现状,指出以纳米流体为工质的多蒸发器CPL的特点及其优势...     

Thermal Performance of a Capillary Pumped Loop for Automotive Cooling

The design and test results for a capillary pumped loop (CPL) for thermal management of up to 210 W at the source and heat transfer over a distance of 1 m are discussed. The design configuration of the CPL evaporator consists of an internally grooved aluminum evaporator, 31.70-mm outer diameter and 500-mm long, fitted with a porous ultra-high molecular weight polyethylene wick, 8- to 15-μm pore radius, and 38% porous volume. Heat was transferred using a stainless steel tube of 4.5-mm internal diameter for vapor and liquid lines. High-grade acetone (99.99% pure) was used as the heat transfer fluid inside the loop. In the tests, thermal characteristics of the CPL were specifically studied with respect to the temperature control capability using an active thermal device on the reservoir and to the start-up process through pressure priming of the capillary evaporator. The loop was able to start-up successfully at both low and high heat loads, although proper priming of the wick structure before start-up was necessary to attain low evaporator temperatures during steady-state operation. While maintaining constant reservoir temperature through active means, the loop was able to control evaporator temperature within 55 ± 3°C, even with changing input heat from 30 to 210 W. Total thermal resistance from the evaporator surface to the surroundings was 0.19° to 1.15° C/W with the minimum value achieved at the maximum heat load of 210 W. This study is intended to illustrate the thermal potential of the CPL as an effective temperature control device in automotive applications.     

CPL技术在空间飞行器上的应用

本文对ＣＰＬ技术进行了简要概述,介绍了其工作原理与工作特性,并讨论了ＣＰＬ技术在空间飞行器上的可能应用方式。其中,对ＣＰＬ技术应用于空间设备的散热进行了全面阐述,并给予理论分析;此外,对ＣＰＬ技术应用于空间设备的主动热控制,也作了简要介绍;对ＣＰＬ技术未来有发展前景的应用方式进行了展望。     

多孔芯冷凝器内流动与换热特性

ＣＰＬ热控系统由于其独特的运行优势,在航天热控系统及微电子冷却装置等应用中越来越受到人们的重视．多孔芯冷凝器的提出很好地解决了压力波动和启动困难问题,目前关于这方面的研究尚处于初级阶段．本文试图建立多孔芯冷凝器冷凝通道内的流动和换热模型,探讨各影响因素对凝结换热过程的作用机制,并通过多孔芯冷凝器内部工作状况的可视化实验结果验证了理论模型的合理性。     

A design and performance test of the visualization within a capillary pumped loop

Summary Capillary Pumped Loop (CPL) is a thermal management device for advanced spacecrafts. This paper presents the operating principles of a CPL and the design characteristics of the components. Another purpose of this experiment was to build up a transparent loop in order to better determine and observe the internal thermofluid dynamics. The results indicated that the CPL could be in normal operation under various heat modes. Observation also told Non-Condensed Gas (NCG) was moving and collecting to somewhere between the condenser section. Paper presented at the I International Conference on Scaling Concepts and Complex Fluids, Copanello, Italy, July 4–8, 1994.     

CPL蒸发器多孔芯传热传质特性的新数学模型

毛细循环泵(CPL),由于具有高热传输性能,目前已经成为大功率载荷的电子芯片排热系统的一个重要发展方向,尤其是在航空航天飞行器上。选择一种具有较大相变潜热的工质,例如甲醇, CPL可以传输相当大的热流。本文对CPL蒸发器多孔芯流动和传热的数值模拟提出了一个新的发展方向,就是在计算中加入非饱和模型数值计算。文中阐述了加入非饱和计算的三层模型对真实模拟蒸发器多孔芯流动和传热问题的重要性,并给出了应用新的三层模型所得到的初步计算结果。     

CPL蒸发器毛细芯中流动与传热的场协同分析

本文从场协同的角度分析工质在蒸发器毛细芯中的流动与传热情况,针对不同的蒸发器肋片结构参数、毛细多孔芯厚度以及不同的热流密度进行了数值分析。结果表明,利用场协同原理,可以解释不同的蒸发器结构参数和热负荷对蒸发器传热效果的影响,从而为优化蒸发器结构,提高CPL效能提供理论依据。     

两相毛细泵环蒸发器性能的实验研究

本文对两根毛细泵环反向式蒸发器的传热性能进行了实验研究．研究了不同槽道结构尺寸及不同毛细材料组合对蒸发器传热性能的影响，并研究了蒸发器入口液体不同的过冷度等因素对蒸发器传热性能的影响。