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表面润湿性对脉动热管传热性能影响的实验研究
| 论文题名： | 表面润湿性对脉动热管传热性能影响的实验研究 |
| 关键词： | 脉动热管;传热性能;表面浸润性;梯度润湿;船舶电子器件;接触角 |
| 摘要： | 随着船舶自动化程度的不断提高，未来的远洋运输船舶会使用更多的电子元器件和大功率设备来提高船舶的安全性和快速性，电子元器件的大量使用以及高度集成化导致的高效散热问题成为重要的研究热点。脉动热管(Oscillating heat pipe，OHP)作为一种新型高效的传热元件引起了国内外的广泛关注，其内部工质可以进行自我驱动将热量从加热端传递到冷凝端，被认为是解决高热流密度散热的最有效手段之一。目前，国内外相关学者已经围绕影响脉动热管传热性能的因素进行了大量研究，其中关于表面润湿性对脉动热管传热性能影响研究还很少，但是表面润湿性对脉动热管传热性能的影响很大，这影响了脉动热管的发展。 本文实验研究了表面润湿性对脉动热管传热性能的影响，首先，通过化学刻蚀和自组装等方法制备了具有超亲水、超疏水、超亲水/疏水组合以及梯度润湿性表面的脉动热管;其次，实验监测了脉动热管动态温度曲线以及脉动频率和振幅在不同加热功率下的变化;最后，对比分析了超亲水、超疏水、超亲水/疏水组合表面和梯度润湿性表面对脉动热管传热性能的影响，从薄液膜强化蒸发和滴状冷凝角度，分析了表面润湿性影响脉动热管传热性能的机理。主要得出以下结论: (1)在启动运行时，具有超亲水/疏水组合表面的脉动热管具有更好的启动性能，因为其绝热段和冷凝端内部表面为超疏水状态，超疏水表面对流体的减阻作用使得脉动热管内部工质更容易运动。 (2)稳定运行时，超亲水表面可以更容易的使液体在热管管壁形成薄液膜，增大液体与管壁的接触面积，这促进了蒸发端的蒸发作用，同时促进了冷凝端的放热。而超疏水表面使液体与壁面之间具有很高的接触热阻，在冷凝端阻碍了脉动热管工质与管壁的显热传递，因此具有超亲水/疏水组合表面的脉动热管传热性能比超亲属脉动热管差。 (3)随着脉动热管内部润湿性的增强，脉动热管传热性能增大，接触角为0°的脉动热管在100W加热功率时其热阻最低值为0.246℃/W. |
| 作者： | 张庆振 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 纪玉龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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