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一种用于汽车散热的振荡流热管换热器的设计
| 论文题名： | 一种用于汽车散热的振荡流热管换热器的设计 |
| 关键词： | 汽车散热;振荡流热管;换热器设计;传热性能 |
| 摘要： | 汽车虽然空间狭小却对换热量有很大的需求，而振荡流热管作为一种具有高效传热能力的元件，与普通的重力热管相比，具有体积小、易于微型化等优点，与毛细芯热管相比具有结构简单、制造成本低等优点，本课题将振荡流热管应用到了汽车上，设计了一种用于汽车散热的振荡流热管换热器，用于保障调温空间内设备的温度维持在要求的范围之内，振荡流热管换热器热端通过循环风机与设备舱内部进行强制对流换热，将热量传递给振荡流热管，冷端通过循环风机与室外进行强制对流换热带走振荡流热管热端传递来的热量。本论文的工作内容主要有以下几个方面: 1.根据振荡流热管的工作原理确定了振荡流热管的整体结构为闭合回路型振荡流热管，内径为1 mm，外径为2mm，整体高度为326mm，共有28个U型弯头，设计并搭建了振荡流热管灌注系统，成功灌注了工质为R134a，充液率为30％和50％的振荡流热管。 2.完成了振荡流热管换热器的热设计以及结构设计，确定振荡流热管换热器所需换热面积为2.35m2，所需振荡流热管数量为52排;在振荡流热管换热器结构设计方面采用模块化设计，主要分为室内舱体、室外舱体、振荡流热管组件以及中间隔板。对振荡流热管换热器的中间隔板提出了“三明治”结构，实现了单根振荡流热管的可拆卸，解决了以往振荡流热管换热器中单根振荡流热管出现问题而进行整体振荡流热管组件的替换的技术痛点。 3.通过搭建振荡流热管性能检测实验平台，研究了充液率、加热功率以及倾斜角度对振荡流热管启动性能和传热性能的影响，实验结果表明，充液率为30％的振荡流热管的启动时间要小于充液率为50％的振荡流热管的启动时间，随着倾斜角角度的增加，二者启动时间的差距逐渐缩小。在换热器应用环境条件下，振荡流热管的热阻仅为0.0628℃/W。 4.针对本次设计的振荡流热管换热器建立了二维物理模型，通过数值模拟软件fluent研究了换热器内空气的流动与传热过程，模拟结果表明出口方向的改变会造成换热器内空气与振荡流热管之间的换热器不均，可以通过适当延长出口与振荡流热管之间的距离来减弱这种影响。 |
| 作者： | 徐源 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 冼海珍;陈传宝 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华北电力大学(北京) |
| 学位年度： | 2022 |
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