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纳米颗粒对钠钾合金高温脉动热管传热性能影响的实验研究
| 论文题名： | 纳米颗粒对钠钾合金高温脉动热管传热性能影响的实验研究 |
| 关键词： | 核动力舰船;高温脉动热管;钠钾合金;纳米颗粒;传热性能 |
| 摘要： | 随着船舶向大型化、智能化、轻量化发展，零部件体积减小而热流密度提高，对于快速散热提出了更高的要求。在核动力舰船的核电源及核动力装置中存在将热量从堆芯快速传递到转换系统的问题。另外在航空航天、太阳能利用、工业控温领域中也涉及到许多关键的高温传热问题，如何有效进行高温下的热疏导已经成为制约相关领域进一步发展的关键问题之一。脉动热管技术的出现使得实现有限空间的高效散热成为可能，研究可用于高温环境下的脉动热管及强化其传热性能具有重要意义。 针对钠钾合金与高温脉动热管壁面润湿性差的问题，本文从纳米颗粒对钠钾合金表面改性入手，研究了不同纳米颗粒对钠钾合金与不锈钢基板浸润性的影响。在此基础上，测试了添加金刚石纳米颗粒的钠钾合金高温脉动热管的传热性能，分析了纳米颗粒对高温脉动热管传热性能的影响。 通过以上研究工作，得出以下结论：（1）块状、主要粒径为9.5nm~27nm的金刚石纳米颗粒对钠钾合金与不锈钢基板的浸润性改善效果较好，而柱状、平均粒径为80nm的Al2O3纳米颗粒无明显作用。（2）与未添加纳米颗粒的高温脉动热管相比，添加金刚石纳米颗粒的高温脉动热管在低操作温度时启动更加平稳。（3）当倾角为0°，低操作温度时未添加/添加纳米颗粒的高温脉动热管的启动温度相近，而在其他倾角下添加纳米颗粒的脉动热管的启动温度较低，添加纳米颗粒后可降低脉动热管的稳定运行温度。（4）随着倾角的增大，金刚石纳米颗粒的强化作用减弱，在倾角0°时出现最大强化作用率15.46%。（5）操作温度越高，纳米颗粒对脉动热管传热能力的强化作用越大。 |
| 作者： | 冯艳民 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 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： | 2021 |
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