脈動熱管傳熱性能模擬研究*

景艷陽，魯祥友

（安徽建筑大學 環境與能源工程學院，安徽 合肥 230601）

脈動熱管擁有結構簡單、傳熱能力突出、有較高的抗燒干能力[1]、適應多種工作環境等優良特點。所以熱管技術應用于電子設備散熱、土建工程節能、熱能動力工程、太陽能光伏發電和余熱利用等多個領域[2]，其中還包括在細胞快速冷凍和超導磁體冷卻新領域的應用[3]。國內外學者從各方面對可能影響脈動熱管的各種因素進行了大量的模擬及實驗研究。影響脈動熱管的傳熱性能一般有幾何參數、運行參數、物理參數等[4]。

Charoensawan 等[5]通過實驗研究表明，脈動熱管熱阻會隨著匝數的增加而降低。徐金柱等[6]對單環路液氫為工質的脈動熱管進行CFD 模擬，研究結果表明，充液率80%的脈動熱管熱阻隨加熱功率的增加先減小后穩定，溫度振蕩的頻率是隨加熱功率的增加先增大后穩定。J.Venkata suresh等[7]對兩環路甲醇作為工質的脈動熱管進行了CFD 模擬研究，分別對比了60%、70%、80%三種填充率，研究結果表明甲醇充液率為60%時性能最優，熱阻隨熱輸入的增加而減小，傳熱系數增大。H N Reddappa 等[8]對丙酮為工質的脈動熱管進行CFD 模擬，研究結果表明，熱阻隨熱量增加而減小，充液率為60%時，熱阻降低性能最優。

大量的研究結果表明，計算流體模擬可以對脈動熱管的實際工作過程，進行更加完整和精確的模擬和分析。本文建立常規均勻直徑脈動熱管，通過對不同環路數的脈動熱管進行模擬，對液塞流動特性、體積分數、溫度及壓力變化等進行分析。……