小型平板LHP蒸发器内传热与流动的三维数值研究
在高热流密度的电子器件散热和航天热控领域，传统的单相流散热器不能满足其苛刻要求。回路热管（LHP）是一种被动式两相传热装置，具有无需外加动力源、安装方式灵活、热运输能力强等优点。蒸发器作为LHP系统的核心部件，为整个系统提供动力，很大程度上蒸发器的性能决定了整个LHP系统的性能。 区别于对蒸发器内单个槽道和毛细芯组成的蒸发传热单元进行建模，本文针对一种平板式蒸发器建立了完整的三维模型，包括毛细芯、补偿腔、导热肋以及蒸发器壳体等结构，并利用FLUENT软件进行了三维数值模拟。通过毛细蒸发界面加载蒸发函数的方法，有效实现了多区域耦合数值求解。 在三维模型的基础上，本文首先研究了热负荷对蒸发器内传热与流动的影响，分析了不同热负荷下蒸发器整体的温度分布、蒸发界面的传热差异以及补偿腔内的流动传热。其次研究了壳体材料对蒸发器传热的影响，分析了壳体材料不同时的漏热和蒸发器热阻。还研究了回流液体入口位置对补偿腔内流动与换热的影响。 计算结果表明，蒸发器内的传热与流动是多种传热机制共同作用的结果，必须耦合分析。热负荷与系统冷凝能力较为匹配时，即中等负荷时，蒸发份额比例高，整个系统流动与传热特性最优。高导热系数的材料作为壳体时补偿腔平均温度较低，整个蒸发器热阻较低。回流液体入口位置影响补偿腔内的流场分布，形成不同范围的流动死区。研究结果对平板式LHP蒸发器的设计具有一定的参考意义。
回路热管;平板式蒸发器;三维数值模拟;传热机制;流动特性
华中科技大学
硕士
工程热物理
黄晓明
2017
中文
TK172.4
65
2018-08-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）