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平板式CPL的系统设计与实验研究

作　者: 宰军
导　师: 刘伟
学　校: 华中科技大学
专　业: 工程热物理
关键词: CPL 系统多孔芯汽液界面启动特性运行性能
分类号: TK17
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 96次
引　用: 4次
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内容摘要

毛细抽吸两相流体回路(CPL)拥有高效、节能、温控精度高等普通热管所不具备的优点,在航天热控和电子器件冷却领域具有广阔应用前景。但是CPL 系统在启动过程和变工况运行中出现的温度和压力波动将有可能导致系统不能启动或者引起蒸发器多孔芯供液不足而运行失败。这种温度压力的不稳定性严重制约了其应用发展。本文系统的介绍了CPL 系统的工作原理、运行特点,点评了国内外已制造投入研究的CPL 实验系统。在结合国内外研究经验,基于便于启动、减少系统不稳定性的思路,设计制造并安装了一套新型平板式CPL 实验系统。平板式CPL 实验系统中,改变了传统的CPL 系统蒸发器为圆管的设计模式,设计了能与发热面更紧密贴合的平面结构蒸发器; 冷凝器也突破了传统的光管式结构,被设计成中间加有多孔芯的平板形结构; 系统还改变了储液器和循环回路连结位置,储液器的注入点放置在冷凝器的一端。通过结构改进,在平板式CPL 实验系统的实验性能测试中发现,该系统在高、低热负荷下都具有可靠、简便的启动特性,稳定的变工况运行性能。冷凝器中多孔芯很好的抑制了系统中的温度压力波动现象。储液器注入点的设计,减小了启动阻力,大大改善了系统启动性能。在此实验台架上,还验证了CPL 系统高效的换热特性和压力灌注特性。通过实验现象,结合蒸发器毛细芯工作机理,分析了系统中储液器,工质循环管路及回流液体过冷度对CPL 系统中运行不稳定现象的影响,并提出了减少系统不稳定性的建议。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-16
  1.1 毛细抽吸两相环路介绍  7-9
  1.2 国内外研究状况及进展  9-14
  1.3 本课题的研究内容  14-15
  1.4 本章小结  15-16
2 CPL 系统工作原理及研究方法  16-30
  2.1 引言  16
  2.2 CPL 系统介绍  16-20
  2.3 CPL 系统的技术应用  20-21
  2.4 国内外已搭建研究的CPL 实验台架  21-27
  2.5 CPL 实验台架的设计原则  27-29
  2.6 本章小结  29-30
3 CPL 实验台架的设计与搭建  30-44
  3.1 实验台架设计  30-40
  3.2 实验系统的安装过程  40-42
  3.3 平板式CPL 实验系统特点  42-43
  3.4 本章小结  43-44
4 平板式CPL 系统性能测试  44-62
  4.1 引言  44
  4.2 实验步骤  44-45
  4.3 启动特性测试  45-50
  4.4 变工况实验性能测试  50-52
  4.5 加热储液器对系统压力灌注实验  52-53
  4.6 系统部件运行特性分析  53-56
  4.7 系统压降校核  56-59
  4.8 系统传热性能分析  59-61
  4.9 本章小结  61-62
5 CPL 系统波动问题研究  62-71
  5.1 引言  62
  5.2 不稳定性毛细芯运行机理分析  62-64
  5.3 系统不稳定性与储液器的关系  64-66
  5.4 系统不稳定性与系统管路的关系  66-68
  5.5 系统不稳定性与回流液过冷度的关系  68-70
  5.6 本章小结  70-71
6 总结与展望  71-74
  6.1 本文总结  71-72
  6.2 今后工作的展望  72-74
致谢  74-75
参考文献  75-81
附录作者在读硕士期间发表的论文  81

平板式CPL的系统设计与实验研究

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