航空煤油在微通道中传热性能的实验研究

【类型】学位论文

【作者】陈海刚 

【关键词】 微通道热沉 液体冷却 传热强化 航空煤油

【摘要】基于MEMS技术的矩形微通道冷却器具有低热阻、低流量，高效率以及体积小等特点，能够在航空航天技术中，发挥自己的优势。航天器与大气的接触表面散热强度7000 W/m2左右，甚至更大。这远非普通的单相受迫对流或相应的强化传热技术所能解决的，而需要依赖小尺度换热。前人对微通道传热性能研究所用的实验工质绝大多数属于低粘性流体，针对高粘性流体的研究比较少，换热机理研究的还不透彻。本文以航空煤油和水为实验工质， Re在层流状态范围为10-100,对两种流体在正方形微通道中的传热性能进行了试验研究。选用的铝基盖板与铝基微通道材料一致。铝基微通道热沉包括163条截面结构正方形1mm×1mm，微通道板的宏观尺寸为宽200mm,长400mm。微通道孔隙率ε为0.83，长径比l/Dh=400。在如此长径比的情况下，入口段效应对整体传热性能的影响可以忽略。实验中采用单面加热，热流通量q固定为22 mW/mm2。试验发现，.两种流体的试验结果平均Nu数均基本不随Re数变化，但小于理论预测值。试验测得的水和航空煤油的Nu数均比理论预测值约小25%。Nu与Re的近似无关性说明在试验条件下两种流体仍然符合常规尺度充分发展管流的特征。从这个意义上说，煤油和水在实验微通道中的传热性能没有本质的区别。另外，航空煤油总体平均Nu数比水的结果大10%左右。而前人对水在微通道中的传热特性研究的已经比较充分，可以进行借鉴。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】黄勇

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