一、变压器油圆形冲击射流在较高Re数下恢复效应的实验研究(论文文献综述)
李海[1](2019)在《小孔径圆形水射流冷却圆锥热沉的流动与传热特性》文中进行了进一步梳理随着电子器件向高度集成化、微型化和高能耗化发展,其热流密度不断攀升,“热致失效”的电子设备故障率不断上升,冷却问题成为制约其发展的一大阻力。作为一种高效传热技术,冲击射流是处理高热流密度散热时极具潜力的手段之一。本文针对本团队提出的一种阵列式圆锥热沉结构,采用数值模拟的方法,系统地研究了小孔径圆形喷嘴水射流冲击圆锥热沉的流动和传热特性,主要工作如下:首先,建立冲击射流冷却圆锥热沉的物理模型与数学模型,简化和定义模型边界条件。对比分析冲击射流冷却平板热沉、球凸热沉和圆锥凸起热沉的文献实验数据和仿真结果,验证了冲击射流仿真常用的Realizable k-ε模型、v2-f模型、SST k-ω模型和Transition SST模型的可靠性,发现Transition SST模型可靠性最高。以喷嘴出口流动充分发展要求,通过数值模拟确定喷嘴计算长度为50倍管内径;同时,定义和优化模型其他相关边界条件以及数值计算方法。其次,系统研究了小孔径圆形射流冲击圆锥热沉的基本流动和传热特性。根据流动特点,将热沉过流区域划分为滞止区、圆锥表面射流区、圆锥边缘区和平面射流区,并通过两相分布、压力系数、速度、湍动能等流动参数和热沉温度、局部努塞尔数和平均努赛尔数等换热参数,分析了流动和传热特性。与平板热沉相比,圆锥热沉滞止区的传热能力显着提升。圆锥边缘区出现流动分离和二次射流,导致传热被先削弱后增强。大多数雷诺数下圆锥热沉换热能力优于平板热沉。当0<r/Dn<3时,圆锥热沉换热能力最优异,比平板热沉高出最多15%。然后,考察了喷嘴雷诺数(Re=5000-50,000)、圆锥底部夹角(0?-70?)、圆锥底部圆角(Ru=0-2.0 mm)和圆锥顶部圆角(Rt=0.02-4.0 mm)对流动和传热影响。增大喷嘴雷诺数可有效降低热沉温度,提高热沉温度均匀性。当Re=50,000时,热沉温度极差减小16.6 K。小夹角圆锥热沉的换热性能更好。减小圆锥底部夹角,二次射流被削弱,马蹄涡尺寸减小。增大顶部圆角削弱了滞止区的传热优势。改变底部圆角,可以控制马蹄涡规模。当底部倒角Ru=4 mm时,马蹄涡消失。最后,根据结构参数对单射流的影响,设计了用于多射流的圆锥尺寸:圆锥底部夹角?=40°、顶部圆角Rt=0.5 mm、底部圆角Ru=0.4 mm和圆锥体间距Rarray=8 mm,研究了多射流的流动和传热特性。增加射流孔目数,高温区向边缘缩小,热沉整体温度降低。在Re=20,000和30,000时,j因子较小。在Re=5000时,j因子最大。根据努塞尔数比值和j因子变化特点,小雷诺数和多射流匹配时,热沉换热性能最佳。
杨婧,王小军,杨祺[2](2018)在《冲击射流换热研究进展》文中提出冲击射流冷却作为能有效地提高对流换热系数的冷却手段,具有良好的发展和应用前景。冲击射流流动和换热特性复杂,目前有很多学者致力于其换热机理、仿真和实验的研究并积累了大量的资料。通过对前人冲击射流换热研究的分析,从冲击射流的流动特点,影响换热效果的因素以及主要研究方法三个方面进行归纳,讨论了存在的问题以及今后的发展方向。
周明正[3](2012)在《银纳米流体热物性及其在微针肋热沉中强化传热研究》文中研究说明随着科技的发展,各种电子器件集成化程度越来越高,使得单位面积的热流量不断增加。对热交换系统的高效低阻紧凑等性能指标的要求也越来越高,对强化传热技术提出了新的更高的要求。为了解决这一问题,一方面可以通过研制体积小、重量轻、传热性能好的高效紧凑式热交换设备,满足高负荷传热要求。微针肋热沉就是其中的一种,实践证明这种微尺度对流换热对微电子设备的热控制非常有效;另一方面,由于一些热交换系统特殊结构的限制和高负荷传热强度的要求,传统的纯液体换热工质(如水、油、醇等)已很难满足一些特殊条件下的传热与冷却要求,低导热系数的换热工质己成为研究新一代高效传热冷却技术的主要障碍,而纳米流体的引入使得这一方法有了突破性的发展。本文采用理论与实验相结合的方法,综合纳米流体与微针肋热沉两种强化传热手段,优化设计出结构更合理的“水滴”型微针肋热沉,对纳米流体制备、热物性测量分析及其在微针肋热沉中的流动换热特性进行了深入研究,为开发高效微型换热器提供了基础数据。主要包括以下几个方面内容:首次将采用“一步”超声膜扩散法制备的银纳米流体运用于强化传热领域,对其导热系数和粘度进行了测量分析。并分析表面活性剂对基液及纳米流体导热系数、粘度的影响。采用超声膜扩散的方法,在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂的条件下,一步制备出水基银纳米流体,所得银纳米颗粒粒径范围窄(3-7nm),平均粒径小(4.8nm)。表面活性剂的添加可提高纳米流体的稳定性,但表面活性剂的种类及特性对纳米流体及基液的热物性具有很重要的影响。实验考察了表面活性剂种类和质量分数、温度及pH值等因素对基液及纳米流体导热系数和粘度的影响。分析表明:随着表面活性剂的加入会明显改变基液的导热系数,但添加量达到一定值后的基液导热系数趋于恒定。与非离子型表面活性剂相比,离子型表面活性剂对温度更加敏感。随着温度的增加,离子型表面活性剂溶液的导热系数逐渐与水接近。强酸性或者强碱性条件都不利于导热系数的提高。当非离子型表面活性剂(PVP)的质量分数为4.0%时,其溶液的粘度可达到水的两倍,而离子型表面活性剂对基液粘度的影响则较小。对比分析了纳米流体导热系数预测模型及与实验值的关系,并通过实验研究了纳米流体导热系数的影响因素。传统两相宏观模型由于没有考虑颗粒尺寸效应,难以预测纳米流体的导热系数值。与毫米及微米级粒子悬浮液相比,纳米流体导热系数需要充分考虑纳米粒子由于尺度减小带来的与液体接触面积的扩大、粒子表面对液体分子的吸附以及布朗运动引起的微运动、微扩散、微对流等因素。随着纳米粒子体积分数的增加,纳米流体的导热系数迅速增加,尤其是在较高体积分数下。当体积分数达到0.012%时,纳米流体导热系数比率可达1.15。随着温度的升高,纳米流体的导热系数升高较为明显,且随着粒径的减小,布朗作用的影响越来越大。通过在圆形微针肋的基础上创造性的添加一个相切的三角形形成新型的“水滴”型微针肋热沉,并优化了结构参数。采用数值模拟与实验相结合的方式,以去离子水为工质,研究了流体横掠“水滴”型微针肋时流动和传热特性。适当的“水滴”型针肋结构,可以避免针肋尾部涡脱落造成的阻力损耗;将针肋尾部对流换热较弱的区域由固体导热代替,同时将换热表面向流体主流区拓展,从而达到强化传热的效果。分析结果表明:本文所研究的“水滴”型针肋中,对应Re下,尾角α=60°时减压效果最好。“水滴”型针肋的流线型结构可以改善尾部流动分布,推迟流动由层流向过度区流的转变,且尾角α越小效果越明显。对热沉强化传热研究表明,不同流量下“水滴”型针肋的最优尾角α有所不同,随着流量的的增加最优角有减小的趋势,但在目前Re范围内α=60°的“水滴”型针肋热沉强化传热效果最好。设计搭建了纳米流体横掠微针肋热沉及浸没射流冲击热沉实验台,首次将纳米流体与微针肋热沉这两种强化传热手段相结合,分析了两种实验方式下银纳米流体流动及强化传热特性。纳米流体在“水滴”型微针肋热沉中的流动换热特性表明:不同体积分数下纳米流体压降差别很小;表面活性剂的加入引起流体粘度的增加,而流体粘性的提高会加剧针肋尾部边界层的分离及涡的脱落,进而增加流体流动过程中的压降。纳米粒子的存在对换热性能有明显提高,但过高的粘度对纳米流体的强化传热效果有一定的抑制作用。与去离子水相比,当银粒子体积分数达到0.012%后,纳米流体的综合效果才体现出来。对银纳米流体浸没阵列射流冲击针肋热沉的研究表明:相同射流速度下,与基液(水+表面活性剂)相比,银粒子体积分数分别为0.0019%、0.0077%、0.012%的纳米流体传热系数分别提高6.23%、9.24%、17.53%;与纯水相比,银粒子体积分数为0.12%时,纳米流体传热系数增加6.61%。纳米流体对流传热系数的增加除了由于热导率增加产生的效果外,银纳米粒子布朗运动引起的微运动、微扩散及微对流等也起了重要作用。
司廷[4](2009)在《流动聚焦的实验和理论研究》文中研究表明流动聚焦(Flow Focusing,FF)是一种毛细流动现象,描述为从毛细管流出的流体由另一种高速运动的流体驱动,经小孔聚焦后形成稳定的锥形,在锥的顶端产生一股微射流穿过小孔,并在小孔外一定距离处射流破碎成单分散性的微滴。该技术稳定、易操作、没有苛刻的环境条件,可以制备微米量级甚至数百纳米量级的液滴和颗粒,在化学、医学、生物、工农业等许多领域都有重要的应用价值。本文系统研究了液-气流动聚焦的现象和规律,在实验中得到了六种流动聚焦流动模式,重点对流动聚焦进行了时间、时空和空间线性稳定性分析,揭示了其内在的物理机理,并进行了实验和理论结果的比较,主要内容描述如下:1、自行设计加工了便于观察和控制的流动聚焦装置,并在搭建的实验系统上研究了物理参数对流动聚焦中锥形、射流和液滴形貌的影响,测量了小孔出口处射流的直径d1、射流破碎长度L和射流表面的扰动波长λ随液体流量Q1和气体压力差Δpg的变化规律。2、实验中首次得到了流动聚焦中的六种流动模式及其工作区域,分析了不同模式的破碎机理。六种模式是:锥振动模式、锥粘连模式、螺旋射流模式、共存射流模式、轴对称射流模式和滴模式。其中锥振动模式和锥粘连模式主要与锥形的不稳定性有关,其他四种模式与射流的不稳定性有关。射流不稳定性中,滴模式与绝对不稳定性有关,轴对称射流模式和螺旋射流模式分别是由轴对称扰动和非轴对称扰动引起的,而共存射流模式是轴对称和非轴对称扰动共同作用的结果。3、建立了用于研究流动聚焦稳定性分析的理论模型。该模型由半径为R1的圆柱液体射流和外径为R2的环形气体射流组成,液体和气体均为粘性、不可压缩的牛顿流体,忽略温度和重力的影响。影响现象的主要无量纲参数有,雷诺数(Re)、韦伯数(We)、密度比(Q)、粘性比(N)和半径比(a)。两种流体的基本速度型采用满足边界条件的双曲正切型,控制参数为界面上的速度Us和界面上液体速度剖面的斜率K。4、利用正则模方法和Chebyshev谱配置法,针对轴对称(n=0)和第一类非轴对称(n=1)扰动进行了时间、时空和空间线性稳定性分析,研究了各个参数对不稳定模的影响,结果表明较小(较大)的K和中等的Us对应着较小(较大)的We数和中等的Re数,属于长波(短波)不稳定区域,而密度比(Q)和粘性比(N)主要反映了外部气体对不稳定性的影响,半径比(a)大于一定值时对不稳定性没有影响。5、在轴对称时间稳定性分析中得到的最不稳定扰动的波长与实验测量的结果一致;在轴对称时空稳定性分析中首次得到绝对/对流不稳定性的转换边界,并与实验的滴/射流边界一致。6、在轴对称(n=0)和第一类非轴对称(n=1)空间稳定性分析中,发现在低We数下,轴对称模式的扰动增长要快于非轴对称模式的扰动,随着We数增大,非轴对称扰动逐步占优,而Re数几乎不引起不稳定性的转换,首次解释了实验中发现的轴对称射流模式向非轴对称射流模式的转变。
许国华[5](2009)在《微小通道内液氮射流冲击传热和流动的实验研究》文中提出随着微型化技术的发展,微通道中的流动和换热已被引入到电子集成电路、航天、低温生物医疗等现代高新技术领域,对其规律的研究也正成为国际传热界的热点。本文对微小通道内液氮射流冲击传热和流动的特性进行了实验研究。首先,在已有实验台的基础上,克服低温实验中的绝热和测量困难,采用可视化技术,搭建一套适用于微小通道内液氮射流冲击传热和流动特性研究的实验系统。对直径为1.931mm的微小喷嘴在环形受限空间内射流冲击传热和流动进行系统研究,考察换热曲面、喷射间距、喷射速度、换热表面状态和质量流量等因素对传热的影响,着重分析驻点区域的热流密度与喷射速度及喷射间距的关联。根据实验结果绘制的液氮射流冲击换热曲线位于液氮池沸腾与水圆形受限射流冲击换热曲线之间,且与池沸腾换热曲线的延伸线能够很好地衔接,表明了射流冲击是强迫对流换热的一种强化传热方式。相对于加热过程,射流冲击换热冷却过程有明显的滞后现象。实验测得的微小通道内液氮射流冲击临界热流密度(CHF)与理论预测模型进行了比较,发现实验值比理论预测值高30%-50%。同等条件下,半球换热面具有最高的临界热流密度,平面换热面则最低。射流冲击局部传热系数随喷射间距的增大单调减小,且较低的过热度下,平面带尖换热面具有最好的传热效果,而较高过热度下,半球面则具有最好的换热效果。实验结果表明受污染后的射流传热数量级只相当于液氮池沸腾换热。利用半球面和平面带尖的实验数据拟合出了Re数在3500-9600间的传热关联式,并与已有实验关联式进行了比较。与常规流体自由表面射流冲击相比,微小通道管内受限射流冲击Nu数明显偏大。随着Re数的增大,平面带尖和半球面的换热效果趋于一致,且喷射间距对传热的影响也逐渐削弱。利用层流边界层理论对射流冲击流场进行了理论分析,发现理论计算值低于实验值,但趋势一致,误差不超过15%,表明管内射流冲击驻点传热受来流速度和湍流度的双重影响。喷射速度较低、喷射间距较大时,液氮在微小通道内受限射流冲击的沸腾换热体现出与池沸腾和管内强制对流沸腾相似的沸腾状态和流型。不同热流密度、较高喷射速度下,三种传热表面上的液氮射流冲击均出现了明显的质量流量周期性波动。同时,较高热流密度下,伴随质量流量的周期性波动,出现了周期性的倒流现象,使得质量流量波动的振幅大幅增加。较低喷射速度下,半球面加热面上的质量流量波动并没有明显的周期性,且随着喷射间距的增大,波动振幅有所降低。平面带尖传热面上,随着针尖扰动作用的增强,波动的幅度越来越小,达到传热稳定状态时,质量流量的波动也趋于一致。
戴剑侠[6](2007)在《微电子芯片冷却的实验研究和数值模拟》文中研究指明随着微电子技术的飞速发展,芯片功率密度不断上升,芯片的耗能和散热已经成为限制微电子技术发展的瓶颈,对微电子芯片冷却技术的需求上升到前所未有的程度。因此,对高性能冷却技术的研究具有十分重要的意义。本论文探索了两种微电子设备的冷却技术。一种是液体射流冲击冷却,它是利用流体垂直向表面进行高速冲击,从而产生很强的换热效果;另一种是真空制冷冷却,它是利用抽真空降压而使液体相变蒸发而获得制冷。上述两种技术已经运用在许多工程领域,在微电子设备的冷却上也具有广阔的前景。本论文进行了以下3方面的工作:1、设计了一个有限空间的浸没射流装置,建立了接近实际应用的圆形浸没射流系统,利用浸没射流对CPU芯片进行强化传热的实验研究。为了进一步研究射流强化传热的规律,针对自主设计的浸没射流装置建立三维湍流数学模型,运用FLUENT软件进行了数值模拟。实验和模拟发现,增大射流速度、降低射流进口的温度都有利于提高冲击面平均换热系数,降低芯片表面温度;喷射间距对冲击面平均换热及芯片表面温度无明显影响;在相同的射流速度下,增大喷嘴直径有利于提高冲击面换热系数,且换热系数分布更加均匀;在相同的射流流量下,减小喷嘴直径有利于提高冲击面平均换热系数。实验值和模拟值基本吻合。2、自行研制了结合微小矩形槽道的浸没射流装置,对其进行了强化换热的实验研究和数值模拟。实验和模拟都发现,结合微小槽道的射流装置具有更佳的换热效果;矩形槽道的截面尺寸越小,其换热效果越佳。3、利用真空制冷对模拟CPU芯片的冷却进行了探索研究。建立了液体真空制冷的数学模型并进行理论推导,得到了液体温度随时间的变换函数;建立了利用真空制冷冷却芯片的实验系统,结果表明,利用真空制冷对芯片进行冷却具有一定的可行性;增大蒸发器底板导热系数、减小水与底板之间的换热热阻以及采用加肋底板都有助于提高换热效率降低芯片表面温度。
马晓雁[7](2006)在《高效微射流阵列热沉内流体压降和传热特性的研究》文中提出当前,各种电子产品均朝着体积小、重量轻的方向发展,电子产品的性能受温度和温度分布的影响很大,传统冷却器的设计极限与制作技术已无法合乎要求。微射流阵列冷却热沉,是利用射流冲击在驻点区能产生很薄的边界层来提高换热效率的,合理的布置射流孔,可以极大的提高被冷却表面温度分布的均匀性。微射流阵列冷却热沉是减小电子器件换热表面最高温度、降低温度变化的有效方法。本文首先对阵列射流冲击进行了实验研究,总结了阵列射流冲击的一些规律和特性,在此基础上,根据数值模拟优化结果设计和制作了微射流阵列冷却热沉(射流孔直径d=0.15mm),并采用去离子水和氮气作为工质,对热沉内流体压降和传热特性进行了研究。研究表明,在微射流热沉中,热沉总阻力主要是由局部阻力引起的,占到热沉总阻力的90%;微射流阵列冷却热沉热阻随泵功的增加而减小,但是当泵功增加到一定程度时,热阻变化趋于平缓;热沉散热片底面温度和温差随热流密度增加而升高,但是温差保持在一定范围之内。通过实验研究,得出结论:本实验设计的微射流阵列冷却热沉在满足半导体激光条的散热要求上有潜在的优势。
冷浩,张西民,郭烈锦,马重芳[8](2003)在《变压器油圆形浸没射流冲击换热特性》文中提出对变压器油圆形浸没射流冲击换热特性进行了系统的实验研究 ,分析了恢复效应、喷距、射流Re、喷嘴尺寸等因素对换热的影响 .对极小尺寸射流冲击换热情况下的一些特殊现象进行了描述 ,并对其形成机理进行了分析
李艳霞[9](2003)在《粗糙表面射流冲击复合强化传热实验研究》文中研究说明强化传热的研究应用一直是学术界和工程界极为重视的领域。射流冲击传热作为一种有效的强化传热方式,具有极高的传热效率,日益受到人们的重视,对其研究也正不断深入。射流冲击传热技术已被广泛应用于工业生产中,包括计算机、内燃机冷却等高热负荷科技领域。 粗糙表面对对流传热过程具有一定的强化作用。粗糙传热表面用于射流冲击传热过程将显着提高其传热效率,极大地促进射流冲击复合强化传热技术的应用。 本文对粗糙表面单相射流冲击传热规律进行了研究,测量具有一定粗糙度的传热壁面温度的分布及其变化,进而得到传热系数的分布。同时测定了相对光滑表面上的射流冲击传热系数。对粗糙表面和相对光滑表面射流冲击传热的强化效果进行比较,研究粗糙表面下射流冲击的传热性能。 本实验中,建立了一套完整的射流冲击传热实验系统,首先以R113为工质对相对光滑表面射流冲击传热进行了验证性实验。实验结果与前人利用薄膜实验件所得到的实验结果有着相似的规律,在驻点区传热系数随Re数的增大而增大;本研究采用的实验件,重点在于考察平均换热性能,而且由于现有实验条件有限,不能直接测量冲击表面温度,因而驻点局部传热系数低于已有的研究结果,在高雷诺数下近壁面时的射流冲击传热也没有发现二次峰值现象。 在此基础上,用相对粗糙表面代替相对光滑表面,以R113为工质对粗糙表面射流冲击传热进行了研究。结果表明,与相对光滑表面射流冲击相比,粗糙表面射流冲击显着提高传热效率。驻点传热系数随Re数的增大而提高的效果越为显着。当喷射间距一定时,雷诺数Re增大,平均传热的强化效果增强。
冷浩,张西民,郭烈锦,马重芳[10](2002)在《变压器油圆形冲击射流在较高Re数下恢复效应的实验研究》文中研究指明本文以变压器油为工质,系统地研究了圆形冲击射流在自由和浸没情况下的恢复效应。Re数范围为528~2590,喷嘴出口到壁面无量纲距离Z/D范围为2~20。得到自由和浸没冲击射流恢复系数的径向分布。发现随Re数的增加,在 Re*处,恢复系数有一突降;在较高Re数下,恢复系数随Z/D的增大而减小;相同Re和Z/D时,自由射流的恢复系数大于浸没射流恢复系数。并对这些现象的形成机理进行了分析。
二、变压器油圆形冲击射流在较高Re数下恢复效应的实验研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、变压器油圆形冲击射流在较高Re数下恢复效应的实验研究(论文提纲范文)
(1)小孔径圆形水射流冷却圆锥热沉的流动与传热特性(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 电子器件强化散热技术 |
1.3 冲击射流换热技术及其发展现状 |
1.3.1 冲击射流的特点及分类 |
1.3.2 冲击射流的研究现状 |
1.3.3 热沉的发展现状 |
1.4 本文主要研究内容 |
1.4.1 主要内容 |
1.4.2 技术路线 |
第二章 物理模型与数值计算方法 |
2.1 单射流冲击圆锥热沉的几何模型 |
2.2 控制体输运方程与参数定义 |
2.2.1 控制体输运方程 |
2.2.2 参数定义 |
2.3 湍流建模及其验证 |
2.3.1 常用湍流模型简介 |
2.3.2 湍流模型的遴选及验证 |
2.4 边界条件的建立及简化 |
2.4.1 喷嘴入口段长度分析 |
2.4.2 其他边界条件简化 |
2.5 网格划分及其敏感性分析 |
2.5.1 网格划分及细节说明 |
2.5.2 网格敏感性分析 |
2.6 本章小结 |
第三章 单射流冷却圆锥热沉的流动与传热基本特性 |
3.1 单射流冲击圆锥热沉的基本流动特性 |
3.1.1 水相分布 |
3.1.2 流体域的流动特性和流动分区 |
3.1.3 滞止区的流动特性 |
3.1.4 圆锥壁面射流区的流动特性 |
3.1.5 圆锥边缘区的流动特性 |
3.1.6 平面射流区的流动特性 |
3.2 单射流冲击圆锥热沉的基本传热特性 |
3.2.1 圆锥热沉温度分布 |
3.2.2 局部努塞尔数径向分布和分区传热特性 |
3.2.3 整体换热特性 |
3.3 本章小结 |
第四章 不同参数对单射流流动和传热的影响 |
4.1 圆锥底部夹角对单射流的影响 |
4.1.1 圆锥底部夹角对单射流流动的影响 |
4.1.2 圆锥底部夹角对单射流传热的影响 |
4.2 圆锥底部和顶部圆角的设计思路 |
4.3 圆锥底部圆角对单射流的影响 |
4.3.1 圆锥底面圆角对单射流流动的影响 |
4.3.2 圆锥底面圆角对单射流传热的影响 |
4.4 圆锥顶部圆角对单射流的影响 |
4.4.1 圆锥顶部圆角对单射流流动的影响 |
4.4.2 圆锥顶部圆角对单射流传热的影响 |
4.5 不同参数对射流流动和换热的异同比较 |
4.6 本章小结 |
第五章 多射流冷却圆锥热沉的流动与传热特性 |
5.1 多射流的几何模型 |
5.2 双射流冲击圆锥热沉的流动特性 |
5.3 双射流冲击圆锥热沉的传热特性 |
5.4 喷嘴孔目数对射流冷却性能的影响 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
(2)冲击射流换热研究进展(论文提纲范文)
0 引言 |
1 冲击射流的流动特点 |
2 影响冲击射流换热效果的因素 |
2.1 射流出口几何形状 |
2.2 自由/浸没射流情况 |
2.3 冲击射流换热恢复系数 |
2.4 旋转射流 |
2.5 被冲击面移动速度 |
2.6 冲击孔数量 |
2.7 表面粗糙度对换热性能的影响 |
2.8 表面凹凸状况 |
2.9 相变对换热性能的影响 |
3 冲击射流换热研究方法 |
3.1 理论分析 |
3.2 实验研究 |
3.3 数值模拟 |
4 结论 |
(3)银纳米流体热物性及其在微针肋热沉中强化传热研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
目录 |
Content |
主要符号表 |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究的背景、目的和意义 |
1.2 微针肋热沉的国内外研究现状分析 |
1.3 纳米流体的国内外研究现状分析 |
1.3.1 纳米流体的制备 |
1.3.2 纳米流体导热性能实验研究 |
1.3.3 纳米流体导热机理研究 |
1.3.4 表面活性剂特性及其对纳米流体的影响 |
1.3.5 纳米流体的流动及对流换热 |
1.4 本文主要工作 |
第2章 实验装置及实验过程 |
2.1 纳米流体制备装置及过程 |
2.2 纳米流体热物性测量设备及过程 |
2.2.1 导热系数测量方法 |
2.2.2 导热系数测量原理及过程 |
2.2.3 粘度系数测量原理及过程 |
2.2.4 物性测量精度分析 |
2.3 微针肋热沉结构及实验件封装 |
2.3.1 实验件结构 |
2.3.2 热沉封装 |
2.4 流体横掠微针肋热沉实验系统及过程 |
2.4.1 实验装置及仪器 |
2.4.2 实验步骤 |
2.5 流体射流冲击针肋热沉实验系统及过程 |
2.5.1 射流冲击实验系统与实验件结构 |
2.5.2 模拟芯片装置 |
2.5.3 具体实验步骤 |
2.6 实验系统不确定度分析 |
2.6.1 实验系统不确定度产生环节 |
2.6.2 实验系统不确定度的具体分析和结果 |
第3章 表面活性剂对基液及纳米流体热物性影响 |
3.1 表面活性剂在溶液中的形态 |
3.2 表面活性剂对基液热物性的影响 |
3.2.1 表面活性剂浓度对基液导热系数的影响 |
3.2.2 温度对基液导热系数的影响 |
3.2.3 pH 值对基液导热系数的影响 |
3.2.4 表面活性剂浓度对基液粘度的影响 |
3.2.5 温度对基液粘度的影响 |
3.3 表面活性剂对纳米流体热物性的影响 |
3.3.1 表面活性剂浓度对纳米流体导热系数的影响 |
3.3.2 表面活性剂对纳米流体粘度的影响 |
3.4 本章小结 |
第4章 纳米流体导热系数模型及分析 |
4.1 纳米流体导热系数模型 |
4.2 导热系数模型预测值与实验值的比较 |
4.3 纳米流体导热系数影响因素分析 |
4.3.1 纳米粒子浓度对纳米流体导热系数的影响 |
4.3.2 表面活性剂分子量对导热系数的影响 |
4.3.3 温度对纳米流体导热系数的影响 |
4.3.4 粒径对纳米流体导热系数的影响 |
4.3.5 粒子种类对纳米流体导热系数的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 “水滴”型微针肋热沉数值分析及实验研究 |
5.1 数值模拟过程 |
5.1.1 物理模型 |
5.1.2 控制方程 |
5.1.3 流动及热边界条件 |
5.1.4 网格划分及无关性检验 |
5.1.5 数值计算有效性检验 |
5.2 流动特性分析 |
5.2.1 流场分析 |
5.2.2 压力系数分析 |
5.2.3 涡量分析 |
5.2.4 压降分析 |
5.2.5 阻力系数分析 |
5.3 传热特性分析 |
5.3.1 局部换热特性分析 |
5.3.2 整体换热特性分析 |
5.4 本章小结 |
第6章 银纳米流体在微针肋热沉中强化传热分析 |
6.1 银纳米流体热输运参数 |
6.2 银纳米流体横掠“水滴”型微针肋热沉分析 |
6.2.1 流动特性分析 |
6.2.2 传热模型及数据处理 |
6.2.3 强化传热特性分析 |
6.3 银纳米流体浸没射流冲击针肋流动换热特性分析 |
6.3.1 射流冲击原理及数据处理 |
6.3.2 流动特性分析 |
6.3.3 传热特性分析 |
6.4 本章小结 |
结论与展望 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文和申请的专利 |
致谢 |
(4)流动聚焦的实验和理论研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
目录 |
第1章 绪论 |
1.1 流动聚焦的概念及分类 |
1.1.1 流动聚焦的概念 |
1.1.2 流动聚焦的分类 |
1.2 流动聚焦的应用 |
1.3 稳定性研究进展 |
1.4 本文的主要工作 |
第2章 流动聚焦实验 |
2.1 实验装置 |
2.1.1 流动聚焦装置的设计加工 |
2.1.2 实验仪器 |
2.1.3 试剂及其物理属性的测量 |
2.2 实验结果 |
2.2.1 实验过程及现象描述 |
2.2.2 锥形 |
2.2.3 射流 |
2.2.4 液滴 |
2.3 流动模式和区域 |
2.4 本章小结 |
第3章 线性稳定性分析的理论模型 |
3.1 物理模型的建立 |
3.2 轴对称稳定性分析模型 |
3.2.1 基本方程和边界条件 |
3.2.2 无量纲化方程 |
3.2.3 小扰动线化方程 |
3.2.4 正则模方法推导特征方程 |
3.3 非轴对称稳定性分析模型 |
3.4 统一形式的特征方程 |
3.4.1 基于原始变量的特征方程 |
3.4.2 基于速度-涡量的特征方程 |
3.5 基本速度型 |
3.5.1 基本速度型的建立 |
3.5.2 参数的影响 |
3.6 本章小结 |
第4章 时间线性稳定性分析 |
4.1 色散关系 |
4.2 程序验证 |
4.3 参数的影响 |
4.3.1 速度型的影响 |
4.3.2 韦伯数(We)的影响 |
4.3.3 雷诺数(Re)的影响 |
4.3.4 密度比(Q)的影响 |
4.3.5 粘性比(N)的影响 |
4.4 最不稳定扰动波长与实验比较 |
4.5 非轴对称模型的研究 |
4.6 本章小结 |
第5章 时空线性稳定性分析 |
5.1 绝对和对流不稳定性 |
5.2 鞍点图法 |
5.3 参数对鞍点的影响 |
5.4 绝对-对流不稳定性转换与实验比较 |
5.5 本章小结 |
第6章 空间线性稳定性分析 |
6.1 色散关系 |
6.2 除伪特征值和程序验证 |
6.2.1 除伪特征值 |
6.2.2 程序验证 |
6.2.3 数值收敛性 |
6.3 参数的影响 |
6.3.1 韦伯数(We)的影响 |
6.3.2 雷诺数(Re)的影响 |
6.3.3 速度型的影响 |
6.3.4 密度比(Q)的影响 |
6.3.5 粘性比(N)的影响 |
6.4 与实验结果比较 |
6.5 与时间稳定性比较 |
6.6 本章小结 |
第7章 总结与展望 |
7.1 工作总结 |
7.2 主要创新点 |
7.3 研究展望 |
参考文献 |
附录A 推导基于速度-涡量的特征方程 |
附录B Chebyshev谱配置法简介 |
附录C 轴对称时间稳定性问题的程序设计 |
附录D 空间稳定性问题的程序设计 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
(5)微小通道内液氮射流冲击传热和流动的实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景和意义 |
1.2 射流冲击基本理论 |
1.2.1 射流冲击分类 |
1.2.2 射流冲击流动特性 |
1.2.3 射流冲击的特点及与平行流动的区别 |
1.2.4 射流冲击传热特性 |
1.3 微小通道内射流冲击研究 |
1.3.1 常规通道与微小通道的判定 |
1.3.2 微小通道内射流冲击传热研究 |
1.3.3 低温流体射流冲击换热研究 |
1.4 本文的主要工作 |
第二章 微小通道内液氮射流冲击实验系统装置 |
2.1 实验装置 |
2.2 射流冲击实验段 |
2.3 实验步骤 |
2.4 测量元件、方法和数据采集 |
2.4.1 测量元件与方法 |
2.4.2 数据采集 |
2.5 实验数据处理 |
2.6 实验系统不确定度分析 |
2.7 本章小结 |
第三章 微小通道内液氮射流冲击的传热特性 |
3.1 冲击表面壁温计算 |
3.2 液氮沸腾临界热流密度 |
3.3 微小通道内液氮射流冲击热流密度 |
3.3.1 不同输入功率下的热流密度 |
3.3.2 液氮射流冲击临界热流密度 |
3.4 液氮射流冲击传热分析 |
3.4.1 质量流量(喷嘴速度)对射流传热的影响 |
3.4.2 喷射间距对射流传热的影响 |
3.4.3 传热曲面对射流传热的影响 |
3.4.4 传热表面状况对射流传热的影响 |
3.5 实验结果与传热关联式的比较 |
3.6 射流冲击边界层理论分析 |
3.6.1 速度边界层分析 |
3.6.2 温度边界层分析 |
3.7 本章小节 |
第四章 微小通道内液氮射流冲击的流动特性 |
4.1 射流冲击流型特征 |
4.1.1 与池沸腾流型比较 |
4.1.2 与管内沸腾流型的比较 |
4.2 射流冲击两相流不稳定性 |
4.2.1 周期性波动 |
4.2.2 倒流 |
4.3 本章小节 |
第五章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文及其它成果 |
(6)微电子芯片冷却的实验研究和数值模拟(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 微电子冷却技术的研究意义 |
1.2 微电子芯片冷却技术简介 |
1.3 冲击射流冷却微电子芯片的传热实验研究 |
1.4 冲击射流冷却微电子芯片的传热数值研究 |
1.5 真空制冷探索研究 |
1.6 本课题主要研究目标 |
第二章 射流冲击强化传热理论简介 |
2.1 射流冲击概述 |
2.2 射流冲击的分类 |
2.3 射流流场的划分 |
2.3.1 自由射流区 |
2.3.2 滞止区 |
2.3.3 壁面射流区 |
2.4 射流冲击的特点及与平行流动的区别 |
2.5 射流冲击传热的基本特征 |
2.6 小结 |
第三章 利用圆形浸没射流冷却CPU芯片的实验研究 |
3.1 实验系统介绍 |
3.2 实验系统设计方案 |
3.2.1 射流装置设计 |
3.2.2 模拟芯片设计 |
3.2.3 喷嘴设计 |
3.2.4 微型泵选择 |
3.2.5 散热器选择 |
3.3 实验步骤 |
3.3.1 流速测定 |
3.3.2 加热棒功率测量 |
3.3.3 度测量 |
3.4 实验数据的转换计算 |
3.5 实验结果与讨论 |
3.5.1 射流速度、喷射间距对CPU芯片表面温度的影响 |
3.5.2 射流速度、喷射间距对冲击面平均换热系数的影响 |
3.6 小结 |
第四章 利用圆形浸没射流冷却CPU芯片的数值模拟 |
4.1 物理模型及基本假设 |
4.2 控制方程和边界条件 |
4.3 射流湍流模型--RNG κ-ε模型简介 |
4.4 数值方法简介 |
图4-5 FLUENT各模块之间的关系 |
4.5 模拟结果与讨论 |
4.5.1 射流速度对冲击面换热系数及温度的径向分布影响 |
4.5.2 喷射间距对冲击面换热系数及温度的径向分布影响 |
4.5.3 喷嘴直径对冲击面换热系数及温度的径向分布影响 |
4.5.4 射流速度、喷射间距、喷嘴直径及进口温度对平均换热系数的影响 |
4.5.5 平均换热系数之实验值与模拟值的比较 |
4.6 小结 |
第五章 利用微小槽道来射流冷却CPU芯片的研究 |
5.1 实验系统介绍 |
5.2 实验步骤及实验结果 |
5.3 数学模型、控制方程及边界条件 |
5.4 模拟过程、结果与讨论 |
5.5 小结 |
第六章 利用真空制冷对微电子芯片进行冷却的探索研究 |
6.1 真空制冷原理 |
6.1.1 蒸发动力学分析 |
6.1.2 沸腾动力学分析 |
6.2 真空制冷冷却的理论分析与实验验证 |
6.2.1 数学模型及理论分析 |
6.2.2 实验验证 |
6.3 利用真空制冷对微电子芯片冷却的实验 |
6.3.1 实验方案 |
6.4.2 实验结果与讨论 |
6.4 小结 |
第七章 全文总结及展望 |
参考文献 |
致谢 |
在读学位期间发表的论文 |
(7)高效微射流阵列热沉内流体压降和传热特性的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
符号表 |
第1章 绪论 |
1.1 本研究课题的背景 |
1.1.1 电子设备上的应用 |
1.1.2 大功率半导体激光器阵列上的应用 |
1.2 相关领域的研究进展及有待深入研究的问题 |
1.3 射流冲击理论及国内外文献综述 |
1.3.1 射流冲击理论 |
1.3.2 文献综述 |
1.4 本研究课题的来源及主要研究内容 |
第2章 阵列射流冲击传热实验系统与实验方案 |
2.1 实验装置 |
2.2 实验件制作 |
2.3 实验步骤 |
2.3.1 物理量的测量 |
2.3.2 具体实验步骤 |
2.4 实验误差分析 |
2.4.1 实验误差环节 |
2.4.2 误差环节的具体分析和控制 |
2.5 本章小结 |
第3章 阵列射流冲击传热实验结果与分析 |
3.1 冲击表面传热系数的计算原理 |
3.2 实验数据处理方法 |
3.3 实验结果分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 微射流阵列热沉实验系统与实验方案 |
4.1 实验装置 |
4.2 实验件制作 |
4.2.1 热沉选材及加工制造 |
4.2.2 膜的选材 |
4.2.3 加热膜制作 |
4.2.4 热沉组装 |
4.3 实验步骤 |
4.3.1 物理量的测量 |
4.3.2 具体实验步骤 |
4.4 实验误差分析 |
4.4.1 实验误差环节 |
4.4.2 测量仪器的误差环节的具体分析和控制 |
4.5 本章小结 |
第5章 微射流阵列热沉实验结果与分析 |
5.1 热沉压降特性 |
5.1.1 流动阻力分析及数据处理方法 |
5.1.2 各部分阻力计算 |
5.1.3 实验值与计算值比较 |
5.2 热沉传热特性 |
5.2.1 传热分析及数据处理方法 |
5.2.2 热阻与泵功 |
5.2.3 散热片底面温度分布 |
5.2.4 平均努谢尔特数 |
5.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录1 热电偶的标定 |
附录2 热像仪的使用 |
附录3 镀膜机的使用 |
攻读学位期间发表的论文 |
致谢 |
(8)变压器油圆形浸没射流冲击换热特性(论文提纲范文)
引 言 |
1 实验系统及主要参数 |
2 实验结果及讨论 |
2.1 恢复效应对换热的影响 |
2.2 喷距Z/D对换热的影响 |
2.3 射流Re对换热的影响 |
2.4 喷嘴尺寸对换热的影响 |
2.5 采用介观尺度 (Meso-scale) 喷嘴时射流冲击换热的一些特殊现象及分析 |
3 结 论 |
符 号 说 明 |
(9)粗糙表面射流冲击复合强化传热实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
主要符号表 |
第1章 绪论 |
1.1 射流冲击传热的背景及意义 |
1.2 国外研究的现状 |
1.2.1 射流冲击传热特性的实验研究 |
1.2.2 射流冲击流场的测量和数值计算 |
1.2.3 射流冲击在工程应用中的进一步研究 |
1.2.4 进一步强化射流冲击传热效果的研究 |
1.3 国内研究的现状 |
1.4 本论文的主要研究内容 |
第2章 射流冲击理论基础 |
2.1 射流冲击概述 |
2.2 射流冲击的分类 |
2.3 射流冲击流场的划分 |
2.4 射流冲击的特点及与平行流动的区别 |
2.5 本章小结 |
第3章 圆形自由表面射流冲击传热实验系统及实验方案 |
3.1 射流冲击传热实验系统介绍 |
3.2 实验系统的设计方案 |
3.2.1 实验测量容器及测量仪表的布置结构 |
3.2.2 试验件的形状及其安装 |
3.2.3 稳流室结构 |
3.3 射流冲击实验系统的设计计算 |
3.3.1 恒温槽热交换器的设计及计算 |
3.3.1.1 冷却器的设计计算 |
3.3.1.2 加热器的设计计算 |
3.3.2 实验系统中压力损失的估算 |
3.4 实验程序 |
3.4.1 测量试验件冲击表面的面积 |
3.4.2 测量喷管的内直径 |
3.4.3 测量电加热棒的功率 |
3.4.4 射流速度的测量 |
3.4.5 温度测量 |
3.4.6 具体实验步骤 |
3.5 实验误差分析 |
3.5.1 实验误差环节 |
3.5.2 误差环节的具体分析和控制 |
3.6 本章小结 |
第4章 相对光滑表面射流冲击传热实验结果与分析 |
4.1 冲击表面传热系数的计算原理 |
4.2 实验数据的处理方法 |
4.2.1 冲击表面壁温的计算 |
4.2.2 驻点的确定 |
4.2.3 数据的处理方法 |
4.3 实验结果的分析 |
4.3.1 驻点传热 |
4.3.2 局部传热 |
4.3.2.1 雷诺数的影响 |
4.3.2.2 喷射间距的影响 |
4.3.2.3 平均传热 |
4.4 本章小结 |
第5章 粗糙表面射流冲击复合强化传热实验结果与分析 |
5.1 实验目的 |
5.2 粗糙表面与相对光滑表面 |
5.3 驻点传热 |
5.4 喷射速度对局部传热的影响 |
5.5 喷射间距对局部传热的影响 |
5.6 平均传热 |
5.7 粗糙表面的实验结果与相对光滑表面的比较 |
5.7.1 驻点传热 |
5.7.2 局部传热径向分布 |
5.7.3 平均传热 |
5.8 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
(10)变压器油圆形冲击射流在较高Re数下恢复效应的实验研究(论文提纲范文)
1 前言 |
2 实验装置及方法 |
3 实验结果及讨论 |
3.1 相同Z/D,不同Re数下的情况 |
3.2 相同Re数,不同Z/D下的变化规律 |
3.3 相同Re数,相同Z/D,不同射流方式的比较 |
4 结论 |
四、变压器油圆形冲击射流在较高Re数下恢复效应的实验研究(论文参考文献)
- [1]小孔径圆形水射流冷却圆锥热沉的流动与传热特性[D]. 李海. 合肥工业大学, 2019(01)
- [2]冲击射流换热研究进展[J]. 杨婧,王小军,杨祺. 真空与低温, 2018(04)
- [3]银纳米流体热物性及其在微针肋热沉中强化传热研究[D]. 周明正. 北京工业大学, 2012(11)
- [4]流动聚焦的实验和理论研究[D]. 司廷. 中国科学技术大学, 2009(09)
- [5]微小通道内液氮射流冲击传热和流动的实验研究[D]. 许国华. 上海交通大学, 2009(07)
- [6]微电子芯片冷却的实验研究和数值模拟[D]. 戴剑侠. 江苏大学, 2007(05)
- [7]高效微射流阵列热沉内流体压降和传热特性的研究[D]. 马晓雁. 北京工业大学, 2006(12)
- [8]变压器油圆形浸没射流冲击换热特性[J]. 冷浩,张西民,郭烈锦,马重芳. 化工学报, 2003(11)
- [9]粗糙表面射流冲击复合强化传热实验研究[D]. 李艳霞. 北京工业大学, 2003(03)
- [10]变压器油圆形冲击射流在较高Re数下恢复效应的实验研究[J]. 冷浩,张西民,郭烈锦,马重芳. 工程热物理学报, 2002(S1)