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《上海交通大学》 2009年
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微通道冷凝换热实验研究

王勋  
【摘要】: 微尺度器件的应用正处于积极的探索之中,系统也会变得越来越复杂,因而人们对微尺度的基本传热和流动过程中的理论和实验技术需求也与日俱增。工程应用中,微通道中的流动冷凝过程是微热管、电子芯片散热、紧凑式换热器、传感器冷却以及微电子系统冷却等领域的关键热物理过程。研究微通道中的冷凝过程,具有重要的工程应用前景和学术价值。目前对微通道中的单相流和沸腾流动已经有了比较深入的研究,但是对微通道中冷凝流动的研究却相对不足。 本文介绍了微通道的尺寸结构、组装换热器、搭建测试实验台、采集实验数据和分析实验数据。设计出可以观察流型的微通道换热器、设计实验测试系统。微通道换热器实验设计和测试的关键是: 1)密封微通道内高温高压并且具有腐蚀性的制冷剂关系到试验成败,制冷剂比水的实验难做,因为要求试验系统有较高的耐压能力(0.85MPa以上),并且试验同时要求对微通道的流动进行可视化观察,又因为透明材料的限制,给密封带来了困难,因为透明的有机材料不能焊接。本文经过探索,最后设计出合理的换热器结构解决了密封问题。 2)各个元件的热容对微小流量实验影响较大,在微流量(10W以内)下,任何一个部件的不良热损失都可能占总换热量相当大的比重,而且不仅仅要考虑到散热,还应当考虑到与制冷剂以及水接触的各个部件的热容,热容影响试验的稳定性。本文实验材料尽量采用热容较小和体积较小的材料,使实验迅速达到稳定,控制热损失。 3)控制小流量比较困难,实验工况的制冷剂质量流量相当小,利用现有的阀门来控制制冷剂提供罐流入换热片的流量有一定的难度,因为本文使用的不是一个闭环的系统,而是使制冷剂从提供罐流经各个实验传感器和换热片然后回到回收罐。 对实验结果的分析得出如下的几点结论: 1)在普朗特数范围为1Pr1.25下实验数据和Koyama的关联式预测比较接近。并且作者自己总结了实验测量范围内,微通道在低雷诺数下的冷凝换热关联式。 2)总结了微通道内的流动阻力特性,实验所得出摩擦系数要比由Choi et al.、Pfahler和Blasius方程计算出的大很多,和WuLittle方程的预测比较接近,绝对误差在±18.42%内。 在微通道内的流动换热上,将试验数据和Fluent仿真结果进行对比,得出该仿真软件用于微通道内换热计算不是很准确,但是在定性上的趋势是正确的,比如说Fluent对模拟冷凝情况的大体位置是正确的,但是在各个地方的冷凝液的多少上有所不同。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TK124

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王从权;微散热器流体通道结构参数对工质流动及传热特性影响的研究[D];中南大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 AlainDegiovanni,BenjaminRemy,StephanéAndre;Two-Phase Flow Patterns and Heat Transfer in Parallel Microchannels[J];Journal of Thermal Science;2002年04期
2 姜培学 ,李勐 ,马永昶 ,任泽霈;微型换热器的实验研究[J];压力容器;2003年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 邵世婷;微型制冷系统模拟与微通道冷凝器实验研究[D];上海交通大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯忆艰,桂长林,孙军;功能梯度材料及其在内燃机燃烧室中的应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年02期
2 路学成;阎殿然;杨勇;何继宁;董艳春;;等离子喷涂纳米Al_2O_3-13%TiO_2涂层热学特性研究[J];兵器材料科学与工程;2011年03期
3 白晓丹,刘静;微器件的热学加工技术研究与应用[J];微纳电子技术;2004年05期
4 康春霞,黄新波;微通道的流动阻力分析[J];微纳电子技术;2004年07期
5 李腾,刘静;芯片冷却技术中的微/纳米材料与结构的研究进展[J];微纳电子技术;2004年08期
6 李晓杰,谢兴华,李瑞勇;纳米金属氧化物粉体爆轰合成[J];爆炸与冲击;2005年03期
7 张晓敏;彭向和;张培源;;热力藕合问题的交替算法[J];爆炸与冲击;2006年04期
8 龙婷;尹强;孙智富;陈健炜;王惠;陈士根;;钢表面ZrO_2陶瓷纳米等离子喷涂[J];重庆工学院学报(自然科学版);2009年01期
9 高嵘;王小静;张效翔;王敏;于茂华;谢明春;;计入空气阻尼的MEMS微谐振器非线性动力学研究[J];传感技术学报;2006年05期
10 邵世婷;王文;;变工况下微通道两相换热器性能模拟[J];传感技术学报;2008年02期
中国重要会议论文全文数据库 前9条
1 刘旭升;臧润清;孙志利;;直接膨胀供液制冷系统性能可视化研究[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
2 李勇;;海上平台用原油换热器的改进与应用[A];渤海湾油气勘探开发工程技术论文集(第十集)[C];2005年
3 范波;董华;申世超;;热泵套管或冷凝器模型优化研究[A];山东省暖通空调制冷2007年学术年会论文集[C];2007年
4 陈常念;;制冷系统两相流动模化实验研究与进展[A];2007年山东省制冷空调学术年会论文集[C];2007年
5 张欣;;变频电机绝缘材料破坏机理的探讨及新型绝缘材料的应用[A];天津市电机工程学会2009年学术年会论文集[C];2009年
6 袁国;王国栋;王昭东;王黎筠;;热轧钢板高强度均匀化冷却技术的研究与应用[A];第七届(2009)中国钢铁年会大会论文集(中)[C];2009年
7 徐成海;彭润玲;张世伟;祖文文;;真空冷冻干燥过程传热传质理论研究的动态[A];第八届全国冷冻干燥学术交流会论文集[C];2005年
8 王磊;厉彦忠;陈二锋;李翠;程向华;;液体火箭发动机液氢循环预冷回路非稳态温降特性研究[A];第九届全国低温工程大会论文集[C];2009年
9 韩东;黄栋;高璞珍;陈勇;吕路路;;矩形窄通道内流动沸腾阻力特性实验研究[A];中国核科学技术进展报告(第二卷)——中国核学会2011年学术年会论文集第3册(核能动力分卷(下))[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱蓓蓓;溴化锂水溶液微观特性的分子动力学研究[D];大连海事大学;2010年
2 白会娟;导电材料结构电磁热弹性多场行为的理论研究[D];兰州大学;2010年
3 华周发;质子交换膜燃料电池动态响应研究[D];武汉理工大学;2010年
4 宋建荣;7YSZ/Al_2O_3/Ni-343多层热障涂层的同步合成及其性能研究[D];武汉理工大学;2010年
5 傅松;缸盖冷却水套内沸腾传热特性的研究[D];山东大学;2010年
6 陈常念;卧式螺旋管内临界热流密度特性及其流体模化方法研究[D];山东大学;2010年
7 寇志海;蒸发薄液膜及新型微槽平板热管传热性能的研究[D];大连理工大学;2011年
8 任乃飞;飞秒激光纳米钴薄膜超快动力学特性研究[D];江苏大学;2011年
9 郭雷;微细通道流动沸腾换热机理及实验研究[D];山东大学;2011年
10 董东;多孔二氧化硅薄膜的构建及性能研究[D];电子科技大学;2011年
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1 刘佳;非能动安全系统换热器的强化传热方法[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 田昊;微型无标记静止式PCR系统研究[D];大连理工大学;2010年
3 邹静;管壳式冷凝器的高效设计计算研究[D];华东理工大学;2011年
4 吴东波;低温治疗仪的改进研究[D];浙江大学;2010年
5 孙潇;用于芯片散热的蒸发冷却技术[D];东华大学;2011年
6 许哲;内套筒联箱内气液两相流实验和T型三通相分离研究[D];华北电力大学(北京);2011年
7 王硕;微细通道内流动沸腾实验研究[D];北京交通大学;2011年
8 黄祺;大气等离子喷涂制备三元纳米YSZ热障涂层及性能研究[D];武汉理工大学;2011年
9 赵允玉;水平管内凝结传热与流动阻力的耦合影响研究[D];华北电力大学(北京);2011年
10 冯飞;直管型气泡泵气泡成形及工作特性的数值模拟[D];大连海事大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 任远;白广忱;;基于近似模型的电子封装散热结构优化设计[J];半导体技术;2008年05期
2 王洪喜,康春霞,贾建援;一种测试微通道性能参数的循环换热实验系统[J];电子机械工程;2005年01期
3 王艳;丁桂甫;张东梅;顾东华;;新型微通道散热器设计仿真[J];电子器件;2007年01期
4 辛明道,师晋生;微矩形槽道内的受迫对流换热性能实验[J];重庆大学学报(自然科学版);1994年03期
5 陶然,权晓波,徐建中;微尺度流动研究中的几个问题[J];工程热物理学报;2001年05期
6 云和明;程林;王立秋;曲燕;;光滑矩形微通道液体单相流动和传热的数值研究[J];工程热物理学报;2007年S2期
7 云和明;陈宝明;程林;;粗糙平板微通道流动和传热的数值模拟[J];工程热物理学报;2009年11期
8 曾和义;秋穗正;苏光辉;贾斗南;;宽高比对矩形窄缝通道内流体温度场的影响[J];核动力工程;2008年03期
9 周继军,申盛,徐进良,陈勇;微槽道内单相流动阻力与传热特性[J];化工学报;2005年10期
10 刘志刚;王秀春;律翠萍;;定温加热下微石英管内部换热特征的实验研究[J];华中科技大学学报(自然科学版);2006年11期
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1 刘用鹿;高效微小通道热沉散热系统设计及其实验研究[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 葛浩;新型微通道热沉的设计和数值研究[D];上海交通大学;2007年
2 侯亚丽;微通道内流体流动和换热特性的实验研究[D];河北工业大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姜培学,王补宣,任泽 ;微尺度换热器的研究及相关问题的探讨[J];工程热物理学报;1996年03期
2 侯虞钧,张彬,唐宏青;马丁-侯状态方程向液相发展[J];化工学报;1981年01期
3 黄冬平,梁贞潜,丁国良,张春路;基于模型的二氧化碳微通道气体冷却器性能分析[J];化工学报;2002年08期
4 陈光文,袁权;微化工技术[J];化工学报;2003年04期
5 曹彬,陈光文,袁权;逆流式微通道换热器设计与操作特性分析[J];化工学报;2005年05期
6 饶政华,廖胜明;二氧化碳微通道气体冷却器的数值仿真与性能优化[J];化工学报;2005年09期
7 过增元;国际传热研究前沿──微细尺度传热[J];力学进展;2000年01期
8 钟晓晖;吴玉庭;张行周;杜春旭;马重芳;;用于个人冷却的微型制冷系统研究现状[J];暖通空调;2007年01期
9 王涛;胡学功;唐大伟;;微通道-微槽群中间换热器特性实验研究[J];强激光与粒子束;2007年04期
10 张春路,丁国良;制冷系统稳态仿真算法研究[J];上海交通大学学报;2002年11期
【相似文献】
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1 杨俊兰,马一太,管海清;微通道换热器在CO_2跨临界制冷系统中的应用[J];制冷与空调;2005年02期
2 彭晓峰,胡杭英,王补宣;微通道内液体核沸腾时气泡形成的条件[J];中国科学E辑;1998年03期
3 王昊利,王元,刘江;平板微通道壁面粗糙度对流场影响的摄动分析[J];西安交通大学学报;2005年05期
4 董天禄;;丹佛斯公司扩大微通道换热器生产业务[J];制冷技术;2009年01期
5 李金恒;胡志华;肖慧;;电加热叠板式微通道蒸发器实验研究[J];机械设计与制造;2009年11期
6 邓梓龙;陈永平;张程宾;施明恒;;微通道内气体流动的格子Boltzmann方法研究[J];工程热物理学报;2011年09期
7 黄卫星;王冬琼;帅剑云;石尔;刘强;;矩形微通道内流动沸腾压力降实验研究[J];四川大学学报(工程科学版);2008年03期
8 甘云华;杨泽亮;;轴向导热对微通道内传热特性的影响[J];化工学报;2008年10期
9 蒋祚贤;代彦军;王如竹;;转轮除湿器微通道形状对除湿性能的影响[J];工程热物理学报;2009年01期
10 张鹏;付鑫;王如竹;;微通道内流动沸腾的研究进展[J];制冷学报;2009年02期
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1 刘畅;兰文杰;徐建鸿;骆广生;;微通道技术制备有机-无机纳米复合材料微球[A];中国颗粒学会第七届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2010年
2 王卫东;贾建援;王洪喜;;微通道换热实验装置的设计与实验研究[A];2004全国测控、计量与仪器仪表学术年会论文集(下册)[C];2004年
3 贾少波;;全周期气候性能(LCCP)法及其在微通道管冷凝机组系统上的应用[A];第七届全国食品冷藏链大会论文集[C];2010年
4 刘笔锋;骆清铭;Shigeru Terabe;;电泳芯片微通道中分子传递效率的比较研究[A];第二届全国微全分析系统学术会议论文摘要集[C];2004年
5 娄文忠;Herbert Reichel;;硅微通道致冷系统设计与仿真研究[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
6 刘建和;李炯明;陈戬;张劲松;姜永明;贾万健;王光;张海燕;曲彦坤;;局麻下微通道经皮肾镜取石术[A];第十五届全国泌尿外科学术会议论文集[C];2008年
7 屈卫星;程永毅;;B超定位下微通道经皮肾镜取石术治疗无积水肾肾盏结石[A];第十六届全国泌尿外科学术会议论文集[C];2009年
8 李炯明;刘建和;陈戬;姜永明;张劲松;贾万健;王光;张海燕;曲彦坤;;微通道经皮肾镜取石术的并发症及处理[A];第十五届全国泌尿外科学术会议论文集[C];2008年
9 王玉军;毕元春;赵斌;骆广生;;运用微通道技术制备氧化锌材料[A];颗粒学最新进展研讨会——暨第十届全国颗粒制备与处理研讨会论文集[C];2011年
10 郭剑明;王国民;徐志兵;朱延军;胡晓轶;杨渊峰;刘宇军;徐凯;林文耀;;标准通道与微通道经皮肾镜取石术比较[A];第十五届全国泌尿外科学术会议论文集[C];2008年
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1 记者 程亮;微通道,有木有?[N];人才市场报;2011年
2 本报记者 陈杰;空调将进入微通道时代[N];科技日报;2008年
3 张亮;美海军成功为未来武器研制微型散热器[N];科技日报;2005年
4 王磊;三花-丹佛斯落户杭州[N];中国现代企业报;2007年
5 全军生物芯片技术重点实验室 陈忠斌 王升启;生物芯片面面观[N];科技日报;2001年
6 通讯员 陈门雪 记者 刘晓军;高平均功率DPL技术获重要突破[N];科技日报;2005年
7 新华;加拿大科学家成功研发出“芯片实验室”[N];医药经济报;2005年
8 陈文罗斌彭易;构建和谐 民心“大合唱”[N];四川日报;2008年
9 ;抓住电子商务的灵魂[N];计算机世界;2002年
10 袁琦 崔彦玲;常州建行去年发放“绿色信贷”59亿元[N];常州日报;2010年
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1 刘江疆;基于微通道内表面张力控制和驱动的分析新方法研究[D];清华大学;2010年
2 季喜燕;微通道内气液两相流动及传质过程研究[D];天津大学;2011年
3 范晓光;微通道内蒸汽及混合蒸气冷凝流动与传热[D];大连理工大学;2012年
4 付涛涛;微通道内气液两相流及气泡行为研究[D];天津大学;2010年
5 金庆辉;微通道电泳芯片系统的原理、方法和应用研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2002年
6 王国栋;微通道内稳定流动沸腾的换热特性及沸腾不稳定性研究[D];上海交通大学;2010年
7 吴信宇;磁动力微流控芯片内磁珠动力学行为及其强化混合与分离机理研究[D];上海交通大学;2012年
8 王艳;基于MEMS加工工艺的复杂结构微通道散热器研究[D];上海交通大学;2009年
9 苏宏久;微通道内溶液吸收H_2S传质特性的研究[D];大连理工大学;2010年
10 陈继锋;微通道电泳芯片及其检测系统的研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2002年
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1 王勋;微通道冷凝换热实验研究[D];上海交通大学;2009年
2 高晓玉;微通道光生物制氢反应器内微生物生长及传输特性[D];重庆大学;2010年
3 李萌萌;微通道气体流动的分子动力学模拟[D];西安电子科技大学;2005年
4 徐安怀;高功率半导体激光器微通道热沉研究[D];长春光学精密机械学院;2001年
5 李铁;微通道电泳芯片和DNA芯片系统中的信号处理与分析[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2002年
6 李金;实用化硅微通道红细胞变形性测量系统及流路测控技术研究[D];重庆大学;2004年
7 马晓东;十字交叉沟通微通道芯片的微液滴生成研究[D];重庆大学;2010年
8 王迎昆;高密度组装微通道对流换热实验研究[D];西安电子科技大学;2008年
9 彭长屏;激光加工石英微通道技术的研究[D];贵州大学;2007年
10 唐裕霞;大功率半导体激光器列阵散热技术的研究[D];长春理工大学;2004年
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