回路热管的模拟及优化设计

1、1会计学回路热管的模拟及优化设计回路热管的模拟及优化设计2022-5-92第1页/共42页2022-5-93第2页/共42页2022-5-94第3页/共42页2022-5-95第4页/共42页2022-5-96第5页/共42页2022-5-97第6页/共42页2022-5-98第7页/共42页2022-5-99模型第8页/共42页2022-5-910返回第9页/共42页2022-5-911返回第10页/共42页2022-5-912返回第11页/共42页2022-5-913QttRcE返回第12页/共42页2022-5-914第13页/共42页2022-5-915第14页/共42页2022-5-

2、916第15页/共42页2022-5-917第16页/共42页2022-5-918第17页/共42页2022-5-919第18页/共42页2022-5-920优化第19页/共42页2022-5-921返回0501001502005055606570758085 Evaporator PayloadT/?power/W随负荷端的功率上升，蒸发器的壁温和负荷端的温度几乎线性上升。在200W时，蒸发器壁的温度为75.6，负荷端的温度为81.3 回路热管在热量传递方面有着优异的性能第20页/共42页2022-5-9220501001502000.00.51.01.52.0 ResistanceR/(K

3、*W-1)power/W热阻的计算方法：式中：R为热阻，TE为蒸发器的温度 为冷凝段的平均温度Q为回路的传热量。QttRcEct返回随着功率的增大，回路的热阻逐渐减小，并且趋向平缓。200W时的热阻约为0.1K/W一般的电子散热装置的热阻只能达到0.5 K/W左右回路热管在传热方面性能优异第21页/共42页2022-5-923返回02468101205101520253035404550556065707580 UA. power = 80W UA. power = 120W UA. power = 150W Tem p. power = 80W Tem p. power = 120W Tem

4、 p. power = 150WUA/(W*m2*K-1) or T/?No.蒸汽点的温度几乎不下降，但传热系数大，相变传热液体点的温度下降较大，但传热系数小，对流传热证明回路热管主要利用相变进行热量传递按蒸汽流动方向将冷凝段分成十二个节点，依次命名为1,2，12第22页/共42页2022-5-924结果返回第23页/共42页2022-5-92546810121416182022556065707580 power = 80W power = 120W power = 150WT/D/mm返回原因：热流密度下降 (导致温度下降)，热泄漏增大(导致温度上升)，共同作用的结果蒸发器的温度随着蒸发器

5、直径的增大先较快地减小，然后较为平缓地有所增大 第24页/共42页2022-5-92610203040505560657075808590 D=20mm,power = 80W D=20mm,power = 120W D=20mm,power = 1500W D=10mm,power = 80W D=10mm,power = 120W D=10mm,power = 150WT/L/mm返回原因：热流密度减小，(导致温度下降)，槽道阻力上升，(导致温度上升)，共同作用的结果随着蒸发器的长度在增大，蒸发的温度先迅速下降后平缓上升 第25页/共42页2022-5-927102030405056586

6、0626466687072 power = 80W power = 120W power = 150WT/L/cm返回长度增大，蒸发器的壁温会在缓慢上升原因：增大了流动阻力第26页/共42页2022-5-92820304050607080901001105055606570758085 power = 80W power = 120W power = 150WT/L/cm返回原因：增大了冷凝面积，使回流的工质有更高过冷度，可以降低补偿室乃至蒸发器的温度随着冷凝段长度的增大，蒸发器壁温一直在下降。下降的趋势先快后慢，最后趋于平缓 第27页/共42页2022-5-9291.01.52.02.53.

7、03.54.04.55.05.550556065707580859095100 power = 80W power = 120W power = 150WT/Di/mm返回原因：1、减小了流动阻力2、增大了冷凝面积，使回流的工质有更高过冷度，可以降低补偿室乃至蒸发器的温度随着管径的增大，负荷端的温度在下降 第28页/共42页2022-5-930初始模型优化后模型蒸发器长度/mm2025蒸发器直径/mm2015管径/mm3.03.5蒸汽段(回流段)长度/cm 2520第29页/共42页2022-5-9310501001502003540455055606570758085 Evaporator

8、(original m odel) Payload (original m odel) Evaporator (optim ized m odel) Payload (optim ized m odel)T/?power/W第30页/共42页2022-5-9320501001502000.00.51.01.52.0 original m odel optim ized m odelR/(K*W-1)power/W第31页/共42页2022-5-933第32页/共42页2022-5-934第33页/共42页2022-5-935第34页/共42页2022-5-936第35页/共42页2022-5-937第36页/共42页2022-5-938QttRcE返回第37页/共42页2022-5-939第38页/共42页2022-5-940初始模型优化后模型蒸发器长度/mm2025蒸发器直径/mm2015管径/mm3.03.5蒸汽段(回流段)长度