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高热通量下热电器件热结构耦合数值模拟

化工学报 2014年第S1期65卷 303-307页

作者：吴永佳明廷臻彭柯源沈文庆华中科技大学能源与动力工程学院湖北武汉430074

太阳能热电发电系统的热端热通量过高会导致热应力过高,从而引起翘曲,危及系统的使用寿命。基于此,建立了高热通量下热电发电模块的热结构耦合数学模型,分析聚热层厚度、电偶臂间距、铜片厚度等对热电模块最大热应力的影响。数值模拟结... 详细信息

太阳能热电发电系统的热端热通量过高会导致热应力过高,从而引起翘曲,危及系统的使用寿命。基于此,建立了高热通量下热电发电模块的热结构耦合数学模型,分析聚热层厚度、电偶臂间距、铜片厚度等对热电模块最大热应力的影响。数值模拟结果表明:减小聚热层厚度、减小电偶臂间距以及减小铜片厚度都能有效减小热应力。

关键词：热电发电系统热应力数值模拟高热通量

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用于高热通量电子散热的平板环路重力热管

化工学报 2018年第10期69卷 4231-4238页

作者：梁灵娇刘金平许雄文华南理工大学电力学院广东广州510640 广东省能源高效清洁利用重点实验室广东广州510640 亚热带建筑科学国家重点实验室广东广州510640

为解决高热通量电子设备散热问题,设计一套蒸发器上下表面由多个方柱相连的平板型环路重力热管(LGHP)。通过实验研究其换热性能,包括在不同加热功率下平板热管的传热特性及均温特性,以及蒸发器摆放方式和不同种工质对平板热管传热性能... 详细信息

为解决高热通量电子设备散热问题,设计一套蒸发器上下表面由多个方柱相连的平板型环路重力热管(LGHP)。通过实验研究其换热性能,包括在不同加热功率下平板热管的传热特性及均温特性,以及蒸发器摆放方式和不同种工质对平板热管传热性能的影响。实验结果表明,环路热管工质采用R134a的工作性能比R600a好,平板竖直放置比水平放置好。采用R134a且竖直放置时,其临界热通量(CHF)可达212.3 kW/m^2,对应传热系数为16.2kW/(m^2·K)。该平板换热器可以保证电子设备工作温度不超过60℃,且运行过程中平板蒸发器与热源接触的壁面各测点间除出口处外温度差值小于5℃,均温性能优异。

关键词：高热通量电子设备散热平板环路重力热管临界热通量传热性能均温特性

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用于高热通量电子散热的平板环路重力热管

用于高热通量电子散热的平板环路重力热管

作者：梁灵娇华南理工大学

学位级别：硕士

随着电子行业的飞速发展,电子元器件已经广泛应用于多个重点领域,并向着高运行速率、微小型、紧凑化方向发展,其热通量越来越高。因此研究开发结构紧凑、性能可靠、安装灵活方便、散热效率高且易于维护的电子元器件散热装置具有十分重... 详细信息

随着电子行业的飞速发展,电子元器件已经广泛应用于多个重点领域,并向着高运行速率、微小型、紧凑化方向发展,其热通量越来越高。因此研究开发结构紧凑、性能可靠、安装灵活方便、散热效率高且易于维护的电子元器件散热装置具有十分重要的意义。环路热管(loop heat pipe,LHP)是一种两相的无动力闭式高效传热设备,被广泛应用于航天、余热回收、电子冷却、太阳能等领域。与泵驱动的散热系统相比,环路热管不需要外部驱动力,系统稳定性和可靠性大大增加,维护成本更低。该系统利用工质相变传递热量,热通量大,且其蒸发与冷凝过程分离,蒸发器的结构设计和位置布置比较灵活,冷凝器的形式和冷却方式的选择也多种多样。但由于没有外力的驱动,系统的传热极限将受到很大限制,因此强化环路热管传热性能并尽可能提高极限换热量尤为重要。为满足高热通量电子元器件散热,本文设计了一种新型的平板环路重力热管(loop gravity assisted heat pipe,LGHP),在传统的圆柱式环路热管工作原理基础上,依靠重力替代毛细力作为系统的循环动力,并对蒸发器结构进行改进,设计成能与发热器件直接配合的平板式,并改进其内部结构,使其与发热器件接触更好,有效接触面积增大,传热热阻减少,极限热流提高,且能节省大量空间。通过实验研究平板型环路重力热管在不同热负荷、不同摆放方式及不同工质情况下的传热特性,并测得其极限热流密度及传热系数。为了进一步探究不同工质对该种新型环路重力热管所能达到的极限热流密度的影响,本文建立了环路热管的压降模型,推导出无量纲数X和自循环动力系数L与极限热流密度之间的关系,并选取了多种工质进行实验论证。实验证明,对于某一特定系统而言,当无量纲数X和自循环动力系数L的值越大,系统所能达到的极限热流密度越大。因此,无量纲数X和自循环动力系数L可以作为帮助我们选择工质以达到更高的极限热流密度。

关键词：高热通量平板环路重力热管极限热流密度工质自循环动力系数

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高热通量换热器在炼厂的工业应用

石化技术与应用 2001年第4期19卷 248-249页

作者：许日沧州炼油厂河北沧州061000

叙述了高热通量换热器的工作原理和性能特点及其在沧州炼油厂 2套催化裂化装置上应用 ,结果表明 ,热通量约为普通光管换热器的 2倍 ,具有传热效率高、设备投资少、占地面积小、适用范围广的优点。

关键词：炼油设备高热通量换热器节能

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高功率平板热管传热性能的实验研究

化工学报 2023年第4期74卷 1561-1569页

作者：杨辉兰精灵杨月梁嘉林吕传文朱永刚哈尔滨工业大学(深圳)机电工程与自动化学院广东深圳518055 哈尔滨工业大学(深圳)理学院广东深圳518055

为探究平板热管在高热通量和逆重力环境中的传热特性,设计并制作了一种具有泡沫金属结构的铜-水平板热管,系统地研究了不同放置方式、充液率和热功率对平板热管热响应特性和热阻的影响。实验结果表明:平板热管可实现快速启动,60 s内达... 详细信息

为探究平板热管在高热通量和逆重力环境中的传热特性,设计并制作了一种具有泡沫金属结构的铜-水平板热管,系统地研究了不同放置方式、充液率和热功率对平板热管热响应特性和热阻的影响。实验结果表明:平板热管可实现快速启动,60 s内达到稳定,随着充液率增加,热管热阻先降低后升高,充液率为20%时性能最佳,放置方式对热管性能影响明显,顺重力性能最佳,在300 W时得到最小热阻为0.0109 K/W。相较于文献中的热管,此热管不仅获得了更低的热阻值,亦可实现更高热通量的有效导热。

关键词：平板热管高热通量热阻逆重力传热多孔介质热传导

Non-Fourier heat conduction study for steady states in metallic nanofilms

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Chinese Science Bulletin 2012年第24期57卷 3239-3243页

作者： WANG HaiDong LIU JinHui GUO ZengYuan TAKAHASHI Koji Key Laboratory for Thermal Science and Power Engineering of Ministry of Education School of AerospaceTsinghua UniversityBeijing 100084China Graduate School of Engineering Kyushu UniversityFukuoka 819-0395Japan

As a fundamental theory of heat transfer, Fourier's law is valid for most traditional conditions. Research interest in non-Fourier heat conditions is mainly focused on heat wave phenomena in non-steady states. Recently, the thermomass theory posited that, for steady states, non-Fourier heat conduction behavior could also be observed under ultra-high heat flux conditions at low ambient temperatures. Significantly, this is due to thermomass inertia. We report on heat conduction in metallic nanofilms from large currents at low temperatures; heat fluxes of more than 1×1010 W m 2 were used. The measured average temperature of the nanofilm is larger than that based on Fourier's law, with temperature differences increasing as heat flux increased and ambient temperature decreased. Experimental results for different film samples at different ambient temperatures reveal that non-Fourier behavior exists in metallic nanofilms in agreement with predictions from thermomass theory.

关键词：非傅立叶热传导非稳定状态纳米薄膜金属低环境温度 Fourier 傅立叶定律高热通量

Liquid exploding emission during boiling nucleation in capillary tubes

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Chinese Science Bulletin 2010年第20期55卷 2186-2195页

作者： WU Di PENG XiaoFeng Laboratory of Phasechange and Interfacial Transport Phenomena Department of Thermal Engineering Tsinghua University Beijing 100084China

A series of experiments was conducted to visually observe boiling nucleation phenomena in micro capillary tubes employing a high speed CCD.At a higher heat flux the liquid in capillary tubes was emitted instantaneously rather than generating nucleate boiling,which is referred as liquid exploding emission in this paper.Both critical emission heat flux and temperature corresponding to this phenomenon were measured for tubes with different heating lengths and arrangements of two end sections.Boiling nucleation and liquid film evaporation played critical roles in different stages during exploding emission.Dimensionless critical emission volumetric heat was introduced to describe the conditions of the emission instead of heat flux,and theoretical discussions were conducted to explore the influences of thermal properties and geometrical configuration,particularly heating length and asymmetry of two end sections of tubes.

关键词：爆炸过程微毛细管热排放核沸腾液体高热通量高速CCD 成核现象