脈動(dòng)熱管脈動(dòng)流動(dòng)控制以及強(qiáng)化傳熱研究.pdf

1、隨著全球航運(yùn)事業(yè)的快速發(fā)展，特別是在全球能源短缺以及對(duì)全球氣候變暖的高度關(guān)注，迫切需要研發(fā)新型高效的輪機(jī)工程節(jié)能技術(shù)以及高效節(jié)能的船舶動(dòng)力裝置，同時(shí)，高效傳熱理論和應(yīng)用研究以及高效節(jié)能技術(shù)開發(fā)將對(duì)輪機(jī)工程的發(fā)展起著越來越重要的作用。
　　脈動(dòng)熱管(OHP)是一種高效的兩相傳熱裝置，它由毛細(xì)管組成并在管中充灌一定量的液體工質(zhì)，利用施加在其上的熱能產(chǎn)生管內(nèi)液塞和氣泡的脈動(dòng)流動(dòng)進(jìn)行傳熱。脈動(dòng)熱管被認(rèn)為是最有前途的一種新型高效傳熱裝置之一

2、。本研究采用理論分析和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的技術(shù)路線，進(jìn)行現(xiàn)象和物理過程的數(shù)理描述。首先，建立了脈動(dòng)熱管氣液兩相脈動(dòng)流動(dòng)和傳熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)常規(guī)脈動(dòng)熱管進(jìn)行全面、系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究，并在此基礎(chǔ)上，建立了預(yù)測(cè)脈動(dòng)熱管中脈動(dòng)流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，對(duì)全面揭示脈動(dòng)熱管的脈動(dòng)流動(dòng)和傳熱機(jī)理提供了有效依據(jù)。
　　為了進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)影響脈動(dòng)熱管傳熱能力的主要影響因素并理解脈動(dòng)熱管中的流動(dòng)和傳熱機(jī)理，本研究利用小波變換和傅里葉變換兩種先進(jìn)信號(hào)處理手段，對(duì)脈動(dòng)熱管中的脈

3、動(dòng)流動(dòng)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)脈動(dòng)熱管中存在很多不同頻率，不同形狀的脈動(dòng)波形，這說明脈動(dòng)熱管中的脈動(dòng)流動(dòng)是很多脈動(dòng)振源共同作用的結(jié)果。結(jié)果顯示脈動(dòng)振蕩波形的頻率主要集中在低頻區(qū)域，這與脈動(dòng)熱管的能級(jí)相符合。此外，發(fā)現(xiàn)了可能由于系統(tǒng)中溫差引起的具有正弦波形態(tài)的特征波形，以及可能是由于瞬態(tài)傳熱過程中脈沖運(yùn)動(dòng)引起的阻尼振蕩波形。這一研究的結(jié)果將有助于更好的理解脈動(dòng)熱管中的脈動(dòng)流動(dòng)和傳熱機(jī)理。
　　為了對(duì)脈動(dòng)熱管中的脈動(dòng)流動(dòng)進(jìn)行控制并進(jìn)一步強(qiáng)化脈動(dòng)

4、熱管的傳熱性能，本文對(duì)磁場(chǎng)對(duì)脈動(dòng)熱管流動(dòng)和傳熱的影響以及超聲波（壓電效應(yīng)）對(duì)脈動(dòng)熱管流動(dòng)和傳熱的影響分別進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究。在磁場(chǎng)對(duì)納米磁性流體脈動(dòng)熱管流動(dòng)和傳熱的影響研究中，采用氧化鏑納米磁性流體作為工質(zhì)，磁場(chǎng)施加在脈動(dòng)熱管的蒸發(fā)區(qū)。結(jié)果表明，磁場(chǎng)能夠影響納米磁流體脈動(dòng)熱管中的脈動(dòng)流動(dòng)并強(qiáng)化傳熱。此外，磁場(chǎng)作用下的納米磁顆粒能夠降低脈動(dòng)流動(dòng)的啟動(dòng)功率并強(qiáng)化傳熱。在超聲波對(duì)脈動(dòng)熱管流動(dòng)和傳熱的影響研究中，超聲波由電場(chǎng)控制的壓電陶瓷產(chǎn)生