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化工学报 2023年第10期74卷 4109-4128页

作者：黄志国孙志高苏州科技大学环境科学与工程学院江苏苏州215009

利用相变材料的潜热储能,是解决可再生能源不连续问题的有效途径之一。以钛酸四丁酯(TBT)为前体,采用界面水解-缩聚法制备了纳米相变微胶囊。纳米相变微胶囊的热导率提高到原材料的215%,约为0.43 W/(m·K),相变温度为42.4℃,相变潜热达... 详细信息

利用相变材料的潜热储能,是解决可再生能源不连续问题的有效途径之一。以钛酸四丁酯(TBT)为前体,采用界面水解-缩聚法制备了纳米相变微胶囊。纳米相变微胶囊的热导率提高到原材料的215%,约为0.43 W/(m·K),相变温度为42.4℃,相变潜热达到234.7 J/g,纳米相变微胶囊强化了相变材料的传热性能蓄热,适用于太阳能热水系统。建立了三维计算模型,利用Fluent软件对填充床进行了数值模拟,研究了顺排结构(SS)和叉排结构(CS)填充床的蓄/放热性能。分析了两种结构化填充床在不同流速下,液相率、温度场和蓄/放热功率的变化情况。结果表明,随着流速的增大,SS和CS的熔化/凝固速率均加快。在相同流速下,CS比SS熔化/凝固更快。SS和CS在不同的阶段升温速率不同,与SS相比,CS的温度变化更加均匀。在较低流速(2 L/min)下,SS和CS蓄/放热持续时间较长,变化较小。在不同的流速(2、4和6 L/min)下,CS的峰值蓄热功率是SS的1.7倍~1.9倍,峰值放热功率是SS的1.8倍~2.0倍。

关键词：相变纳米相变微胶囊填充床数值模拟顺排结构叉排结构蓄/放热性能

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3D打印微通道散热及其网络数据管理平台研究

3D打印微通道散热及其网络数据管理平台研究

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作者：姚晟电子科技大学

学位级别：硕士

当今电子科学技术飞速发展,电子设备的热流密度逐渐增大,系统结构也变得越来越紧凑,这必然会对电子设备有着更高的散热要求。因此,研究设计出具有更高效、更稳定、更强大的散热装置十分必要。本文在常用微通道结构的基础之上,设计出了... 详细信息

当今电子科学技术飞速发展,电子设备的热流密度逐渐增大,系统结构也变得越来越紧凑,这必然会对电子设备有着更高的散热要求。因此,研究设计出具有更高效、更稳定、更强大的散热装置十分必要。本文在常用微通道结构的基础之上,设计出了一种新型的菱形式交叉排列的流道散热结构。其中,根据Murray定律设计出了流道的管径比,又通过Fluent软件进行了多个分流角度的热力学仿真,选择了最适合的分流角度。从理论上说,叉排结构使得微通道中的各流道进行互通,大大减少了液体出入口处流道的压力,错开的方式不仅可以使泠却液分流平均了压力,还可以进一步增大了内部散热面积,提高了微通道热量转换效率。之后通过Solidworks与Fluent等软件对此结构进行建模、仿真操作,并根据仿真数据对其换热特性、流动特性进行了深入的分析。本文不局限于对新型微通道结构的理论分析,还将制造出设计结构的实物并进一步分析其散热特性。由于传统的及机械技术很难加工出结构复杂、内部镂空的微通道结构,因此本文对3D打印技术进行介绍与分析,通过SLS技术打印出了实物模型,并且对其进行了精度分析。之后搭建微通道散热实验平台,通过调节散热片电压来模拟不同功率的热源,对此模型进行了一系列实验。通过对实验数据与理论数据的分析,论证了此结构的传热特性,也指出了二者产生微小误差的原因。作者本人在对上述微通道结构进行数字仿真和实验数据统计时,遇到了记录格式混乱、查看困难、生成图表繁琐等问题,十分不利于数据的科研分析。并且在与其他科研人员进行协同作业时,经常会遇到数据丢失、借阅困难、不便于协作等情况。这种现象引出了本文作者对微通道散热领域数据问题持续的思考,如果想要解决上述问题与提高科研效率,研究并开发一种网络数据管理平台是十分必要的。加之目前微通道散热领域暂未出现数字化数字管理软件,因此,本文通过基于数据平台开发的理论基础,对平台进行了详细需求分析与系统设计,进一步通过编程的方式将其实现并对其中的各个模块进行了详细的说明,对微通道散热领域的科研创新与效率提升有着重要的意义。

关键词：微通道散热器 3D打印叉排结构数据平台

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