回路型重力熱管蒸發(fā)腔沸騰傳熱的FLUENT數(shù)值分析_圖文

1、 結(jié)果總體上大于計(jì)算的結(jié)果,相差在2q之間,但溫度的定性趨勢(shì)變化是一致的。根據(jù)文獻(xiàn)135提供的誤差允許范圍:美國(guó)的休斯頓航空公司認(rèn)為,電子元件熱設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中,數(shù)值計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果的溫度值相差在6C以?xún)?nèi)是可以令人信服的。這里產(chǎn)生誤差的主要原因是:計(jì)算模型完全是最理想的實(shí)驗(yàn)情況,而實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過(guò)程是不可能和計(jì)算模型的設(shè)置是完全一致的。但是可以看出,計(jì)算模型是能夠在很大程度上說(shuō)明實(shí)驗(yàn)結(jié)果,所以計(jì)算模型和計(jì)算結(jié)果是有意義的。第二節(jié)發(fā)熱功率對(duì)蒸發(fā)器內(nèi)溫度分布的影響圖3-8加熱功率lOOW 圖3.10加熱功率llOW 圖3-9加熱功率105W 圖3一11加熱功率115W 圖3一12加熱功率120W 圖3.1

2、4加熱功率130W 圖3.13加熱功率125W 圖315加熱功率135W 圖3.16不同加熱功率下蒸發(fā)器底面的圖3一17加熱功率140W最低和最高溫度圖38是電子元件發(fā)熱功率為lOOW時(shí),蒸發(fā)器底面的溫度場(chǎng),從圖可知,越靠近速度入口,溫度越低,越靠近中心處,溫度越高,其余部分溫度介于最低和最高溫度之間。速度入口處溫度最低,這是因?yàn)槔淠砸簯B(tài)的形式進(jìn)入蒸發(fā)器,有很大的汽化潛熱,隨著其汽化帶走了較多的熱量;而對(duì)應(yīng)元件位置處溫度最高,因?yàn)檫@里的熱流密度最大,也是蒸發(fā)器傳遞熱量最多的部分。其它發(fā)熱功率下的溫度場(chǎng)與圖38趨勢(shì)基本相同,只是具體溫度值不同。電子元件的熱設(shè)計(jì)中,表面最高溫度對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性有重

3、大意義331,圖316是不同加熱功率下蒸發(fā)器底面的最低和最高溫度,可以看出,它們隨著發(fā)熱功率的增大而提高,而且最大溫度差也逐漸變大,說(shuō)明整個(gè)底板的溫度不均勻性逐漸加大。.第三節(jié)飽和溫度對(duì)蒸發(fā)器內(nèi)溫度分布的影響 圖3.18飽和溫度為40圖3一19飽和溫度為45 圖3.20飽和溫度為55圖3.2l飽和溫度為60浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 圖3-22飽和溫度為65。C,圖323飽和溫度為704C7B72p科、卜5652.o格磚髑70tumlion協(xié)mm山m,圖324不同工作溫度下蒸發(fā)器底面的最低和最高溫度圖3.24所示,隨著飽和溫度增大,蒸發(fā)器底面的最低和最高溫度均呈上升趨勢(shì),這是由于熱管穩(wěn)態(tài)工作溫度即飽

4、和溫度只有達(dá)到一定的值時(shí),才完全啟動(dòng)熱管最大限度傳遞熱量。而在此之前,傳遞的熱量沒(méi)有完全轉(zhuǎn)移給冷凝器,而是用來(lái)提高工質(zhì)溫度。底板溫差隨著飽和溫度的增大而逐漸變小,從7.56變化到3.1。蒸發(fā)器底板的溫度場(chǎng)分布和圖3.18基本相同,只是具體溫度值不同,越靠近速度入口,溫度越低,越靠近中心處,溫度越高,其余部分溫度介于最低和最高溫度之間,速度入口處溫度最低。第四節(jié)充液量對(duì)蒸發(fā)器內(nèi)溫度分布的影響 圖3-25充液量7衄圖3-27充液量9衄圖326充液量8衄圖328充液量10岫 圖3-29充液量11衄圖3-30不同充液量下蒸發(fā)器底面的最低和最高溫度圖330所示,隨著充液量的增加,蒸發(fā)器底面的最低和最高溫

5、度也都隨著略有降低,最低溫度下降了3.22,最高溫度下降了5.44,這說(shuō)明在計(jì)算范圍內(nèi),充液量加大,可以有更多的液體水參與汽化相變,能夠帶走更多的熱量,從而元件表面溫度降低。不過(guò)當(dāng)充液量過(guò)大時(shí)候,可以預(yù)料,也會(huì)對(duì)流動(dòng)產(chǎn)生阻礙作用。蒸發(fā)器底板的溫度場(chǎng)分布和圖3.25基本相同,只是具體溫度值不同,越靠近速度入口,溫度越低,越靠近中心處,溫度越高,其余部分溫度介于最低和最高溫度之間,速度入口處溫度最低。第五節(jié)強(qiáng)化傳熱表面對(duì)蒸發(fā)器內(nèi)溫度分布的影響通過(guò)在底板表面開(kāi)通小槽道,不但增加了傳熱面積,而且通道表面可能附著液膜,其液膜極薄,液膜熱阻幾乎可以忽略,液膜在較高的壁溫下迅速蒸發(fā),生成的蒸汽匯集并逸出通道

6、361,這些能夠大大增加表面的換熱系數(shù)。如圖331所示,矩形槽道與速度流動(dòng)方向垂直時(shí),底板的最低和最高溫度分別為6l和67.8,整個(gè)底板表面溫度分布很不均勻,只是在速度入口處出現(xiàn)了很小的片低溫區(qū)域,其余區(qū)域溫度在64C67.8C之間,這種槽道沒(méi)有強(qiáng)化換熱,反而破壞了工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)的流動(dòng),阻礙了熱量的傳遞。 a矩形(槽道垂直速度方向,b矩形(槽道平行速度方向 圖331不同強(qiáng)化表面時(shí)蒸發(fā)器底面的溫度場(chǎng)第六節(jié)蒸發(fā)腔內(nèi)瞬時(shí)傳熱過(guò)程以發(fā)熱功率IOOW,飽和溫度為50cYJ,取f=0.1s,初始溫度to=20 :,采用時(shí)間隱式格式計(jì)算,得到的幾個(gè)有代表性時(shí)刻底面溫度圖?？刂品匠毯?23節(jié)中的一樣,非穩(wěn)態(tài)計(jì)算邊界條件的設(shè)置中,要利用u