丙酮水脉动热管传热性能及工质热物性分析开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1. 课题背景

热管是一种具有极高导热性能的传热元件，近几十年得到了飞速发展。美国人gaugler^[1] 于1942 年提出了热管这一概念。他当时设想将热管应用于冷冻机，但并没有得到实现。20 世纪70 年代以来，由于宇宙航行对传热所提出的特殊要求，再加上热管在节约能源方面作用巨大，这才使得热管理论研究和工程应用得到飞速的发展。我国热管研究开始于1970年左右, 1972年第一根钠热管运行成功,以后相继研制成功氨、水、钠、汞、连苯等各种介质的热管, 并在应用上取得了一定的进展。1980年国内第一台实验性热管换热器运转成功^[2], 各地相继出现各种不同类型的、不同温度范围的气 气热管换热器及气液换热器, 在工业余热回收方面发挥了良好的作用, 并积累了一定的使用经验。

随着微电子加工技术的进步，单位面积上集成的晶体管越来越多，电子元件集成度的不断提高，使得其单位面积热负荷越来越大。电子元件通常只能在一定的温度范围内正常工作，温度过高时会影响设备的安全运行，为此，需要高效的散热装置对其进行冷却。脉动热管具有体积小、结构简单、成本低、传热性能好等优点，受到国内外学者的普遍关注，在制冷、航空航天、余热回收、低品位能源利用、干燥系统等领域具有很好的应用前景^[3]。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

（一）本课题的主要研究内容：（1）了解脉动热管的基本结构、工作原理、优缺点、运行特性及性能影响因素；（2）查阅丙酮和水的工质热物性，如焓、比热容、潜热和张力等； （3）确定丙酮水混合工质在不同体积配比和不同温度下热物性的计算的方程式；（4）探究工质热物性对脉动热管传热性能的影响并对它们之间的关系进行分析

（二） 拟采用的研究手段：（1）对实验数据进行整理，需整理的数据包括：不同加热功率和不同体积配比下加热段和冷却段的平均温度、传热温差、传热热阻、工质从冷却段到加热段的干度变化量、单位工质单位温升工质的显热和潜热传热量，质量流速和质量流量，并进行对比；（2）结合工质各种热物性随温度的变化，探究影响脉动热管流动传热性能的主要热物性随温度的变化规律