泵辅助毛细相变回路的机理和实验研究

基本信息
批准号:51276071
项目类别:面上项目
资助金额:85.00
负责人:刘伟
学科分类:
依托单位:华中科技大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘志春,杨金国,陈彬彬,杨杰,刘佳驹,李林,潘瑶,马良
关键词:
主动稳定性泵辅助被动毛细力
结项摘要

Aiming at solving problems including unsuccessful start-up, temperature oscillation and limited heat transfer capacity in capillary phase change loop, pump-assisted capillary phase change loop is proposed, which is an active-passive two phase circulation device utilizing both sensitive heat and latent heat of the working fluid to transfer heat. This system mainly utilizes evaporation of the working fluid to transfer heat. A mechanical pump is used for pumping the fluid to increase heat flux and transport distance. At the same time, the vapor phase in the compensation chamber of evaporator is eliminated to enhance operating stability of the system. In this project, a steady operating model of pump-assisted capillary phase change loop will be established to investigate its mechanism of heat transfer and flow. Physical mechanism and mathematical model reflecting temperature and pressure fluctuation caused by the vapor-liquid interface oscillation will be constructed to investigate the effect of eliminating vapor phase in the compensation chamber on stability of the system. An experimental prototype will be fabricated to study its operating characteristics including start-up from the cold state, transient state and steady state at different heat loads and to analyze the effects of the flow rate of the liquid, the species of working fluid, the liquid charge ratio and the heat sink temperature on its operating characteristics. Meantime, the experimental results will be used to check and modify the theoretical model. These investigations will be carried out to reveal the operating characteristic of the pump-assisted capillary phase change loop and to improve its heat transfer capacity and operating stability.

针对毛细相变回路(CPL,LHP等)启动困难、运行温度振荡和热传递能力有限等问题,提出一种主动与被动相结合,同时利用工质显热和潜热来传递热量的两相循环装置- - 泵辅助毛细相变回路。此系统主要利用工质相变传递热量,辅以泵增加工质循环量,提高热流密度和传输距离,同时,消除毛细相变回路蒸发器补偿腔内的蒸气相,增强系统运行的稳定性。本研究拟建立泵辅助毛细相变回路的稳态运行模型,研究系统的传热和流动特性;建立能够描述气液界面振荡而引起温度和压力波动的数学模型,考察补偿腔内消除蒸气相对系统稳定性的作用;研制泵辅助驱动的毛细相变回路实验装置和样机,研究其在不同热负荷下的启动特性以及稳态和瞬态运行特性,考察液体流速、工质种类、液体充灌率以及热沉温度对系统运行的影响,并对所建理论模型进行实验验证。通过以上研究,揭示泵辅助毛细相变回路的运行机理,提高两相循环系统的热传递能力和运行稳定性。

项目摘要

本项目提出泵辅助毛细相变回路,解决平面式环路热管小型化后容易出现启动失败、运行温度波动和热传输距离有限等不足。本研究重点分析了系统的热流和压降分布规律,并对系统的热工水力特性进行了计算。建立了系统的动态仿真模型,对系统在不同工况下的动态响应特性进行了预测。设计搭建了四套泵辅助毛细相变回路实验样机,实验探究了热负荷、冷媒温度和微泵功耗变化对系统性能的影响,并对装置性能进行了优化。此外,本研究针对采用不同循环工质的泵辅助毛细相变回路进行了实验研究。为了减小实验系统的质量,采用自主设计的离心微泵替代传统的磁力驱动齿轮泵,并实现了系统与微泵之间的匹配。研究结果发现,泵辅助毛细相变回路能够有效提高系统的运行稳定性,系统的传输距离和传递热流密度均较高。而且,由于分别设计的蒸气管路和液体管路,系统在传递较高热负荷时,所耗费的功耗较低。针对系统的不同运行工况条件,泵辅助毛细相变回路可以自动调节工作模式,启动和变负荷运行灵活。对于采用甲醇为工质的泵辅助毛细相变回路,在控制加热面温度80℃时,系统传递的最大热负荷为170W,对应热流密度为16.8W/cm2。对采用氨工质的实验系统,在控制加热面温度80℃时,系统传递的最大热负荷为340W,对应热流密度为33.4W/cm2。本研究提出的泵辅助毛细相变回路在满足高热流和长距离的输送条件下,系统运行稳定可靠。因此,本项目的研究工作能为未来星载热控领域和其他高热流散热场合提供一种高效可靠的散热手段。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于细粒度词表示的命名实体识别研究

基于细粒度词表示的命名实体识别研究

DOI:10.3969/j.issn.1003-0077.2018.11.009
发表时间:2018
2

双吸离心泵压力脉动特性数值模拟及试验研究

双吸离心泵压力脉动特性数值模拟及试验研究

DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2020.19.016
发表时间:2020
3

基于图卷积网络的归纳式微博谣言检测新方法

基于图卷积网络的归纳式微博谣言检测新方法

DOI:10.3785/j.issn.1008-973x.2022.05.013
发表时间:2022
4

地震作用下岩羊村滑坡稳定性与失稳机制研究

地震作用下岩羊村滑坡稳定性与失稳机制研究

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1374
发表时间:2020
5

多空间交互协同过滤推荐

多空间交互协同过滤推荐

DOI:10.11896/jsjkx.201100031
发表时间:2021

刘伟的其他基金

批准号:61703447
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30860294
批准年份:2008
资助金额:25.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:71372139
批准年份:2013
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:50572002
批准年份:2005
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:51505144
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21005048
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81300608
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31401829
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81703681
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30970904
批准年份:2009
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:21803062
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81502140
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50371085
批准年份:2003
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:81273701
批准年份:2012
资助金额:72.00
项目类别:面上项目
批准号:59976010
批准年份:1999
资助金额:15.00
项目类别:面上项目
批准号:59975089
批准年份:1999
资助金额:13.00
项目类别:面上项目
批准号:21266021
批准年份:2012
资助金额:58.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:41273019
批准年份:2012
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:50571098
批准年份:2005
资助金额:27.00
项目类别:面上项目
批准号:51703039
批准年份:2017
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21402101
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31701264
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:70241010
批准年份:2002
资助金额:4.00
项目类别:专项基金项目
批准号:50876035
批准年份:2008
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
批准号:81803659
批准年份:2018
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71602161
批准年份:2016
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61601069
批准年份:2016
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81770167
批准年份:2017
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:30500345
批准年份:2005
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81000261
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51604044
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81900860
批准年份:2019
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31372211
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:81000163
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51571187
批准年份:2015
资助金额:67.00
项目类别:面上项目
批准号:21071090
批准年份:2010
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:31702204
批准年份:2017
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51736004
批准年份:2017
资助金额:292.00
项目类别:重点项目
批准号:51036003
批准年份:2010
资助金额:235.00
项目类别:重点项目
批准号:71401105
批准年份:2014
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30570882
批准年份:2005
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:31870746
批准年份:2018
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:51771198
批准年份:2017
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:58906447
批准年份:1989
资助金额:3.80
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81860607
批准年份:2018
资助金额:35.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:10947124
批准年份:2009
资助金额:3.00
项目类别:专项基金项目
批准号:51678368
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:51274221
批准年份:2012
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:51471167
批准年份:2014
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:81671921
批准年份:2016
资助金额:52.00
项目类别:面上项目
批准号:61503202
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:49373164
批准年份:1993
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:70541009
批准年份:2005
资助金额:7.00
项目类别:专项基金项目
批准号:51872052
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51604277
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:59205046
批准年份:1992
资助金额:4.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81571882
批准年份:2015
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:41101542
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81101415
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61662024
批准年份:2016
资助金额:39.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31060209
批准年份:2010
资助金额:26.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31530040
批准年份:2015
资助金额:285.00
项目类别:重点项目
批准号:61674152
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:11601463
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31271431
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:30971429
批准年份:2009
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:81302358
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81802934
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50908222
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31400647
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:32000447
批准年份:2020
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21403113
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30770292
批准年份:2007
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:31470943
批准年份:2014
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
批准号:51875460
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:41406201
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61001215
批准年份:2010
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30801470
批准年份:2008
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11172325
批准年份:2011
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:51407015
批准年份:2014
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:70872122
批准年份:2008
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:51877029
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:21766018
批准年份:2017
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61871452
批准年份:2018
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:60672182
批准年份:2006
资助金额:20.00
项目类别:联合基金项目
批准号:31372256
批准年份:2013
资助金额:77.00
项目类别:面上项目
批准号:81502091
批准年份:2015
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50474087
批准年份:2004
资助金额:24.00
项目类别:联合基金项目
批准号:31600134
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50071062
批准年份:2000
资助金额:20.00
项目类别:面上项目
批准号:11201234
批准年份:2012
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31602178
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71272219
批准年份:2012
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:41573030
批准年份:2015
资助金额:74.00
项目类别:面上项目
批准号:70472016
批准年份:2004
资助金额:14.80
项目类别:面上项目
批准号:51071095
批准年份:2010
资助金额:39.00
项目类别:面上项目
批准号:50671052
批准年份:2006
资助金额:29.00
项目类别:面上项目
批准号:81603447
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30400137
批准年份:2004
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30471223
批准年份:2004
资助金额:21.00
项目类别:面上项目
批准号:40972053
批准年份:2009
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:51709153
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81701981
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50978259
批准年份:2009
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
批准号:31901826
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21307124
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81071590
批准年份:2010
资助金额:34.00
项目类别:面上项目
批准号:81471925
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:11874426
批准年份:2018
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:31171288
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:11203088
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31460435
批准年份:2014
资助金额:55.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:30500027
批准年份:2005
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11405127
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81272607
批准年份:2012
资助金额:16.00
项目类别:面上项目
批准号:21302139
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81471424
批准年份:2014
资助金额:67.00
项目类别:面上项目
批准号:11226253
批准年份:2012
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:51875125
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:50376015
批准年份:2003
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:40472056
批准年份:2004
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
批准号:31870967
批准年份:2018
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:11601106
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61101098
批准年份:2011
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50905041
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41603001
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51879290
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51108273
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31671434
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:31000591
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81671990
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51578555
批准年份:2015
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:70142021
批准年份:2001
资助金额:3.00
项目类别:专项基金项目
批准号:11571147
批准年份:2015
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:71803149
批准年份:2018
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21102036
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61703331
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:90716015
批准年份:2007
资助金额:50.00
项目类别:重大研究计划
批准号:11404403
批准年份:2014
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11147122
批准年份:2011
资助金额:5.00
项目类别:专项基金项目
批准号:30970498
批准年份:2009
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:51478271
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:50001005
批准年份:2000
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61705144
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81070651
批准年份:2010
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
批准号:71103190
批准年份:2011
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81270875
批准年份:2012
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:U1504504
批准年份:2015
资助金额:27.00
项目类别:联合基金项目
批准号:30471794
批准年份:2004
资助金额:21.00
项目类别:面上项目
批准号:91960102
批准年份:2019
资助金额:60.00
项目类别:重大研究计划
批准号:50971123
批准年份:2009
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
批准号:81500056
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11401289
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11001208
批准年份:2010
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21901095
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31801807
批准年份:2018
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61202173
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51108128
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61602292
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61201137
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50971077
批准年份:2009
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
批准号:11304209
批准年份:2013
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:38800033
批准年份:1988
资助金额:4.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81671518
批准年份:2016
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:61602053
批准年份:2016
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41601405
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81600053
批准年份:2016
资助金额:15.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81102749
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51305350
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51502041
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31872232
批准年份:2018
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:50801001
批准年份:2008
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51471092
批准年份:2014
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:30872694
批准年份:2008
资助金额:34.00
项目类别:面上项目
批准号:U1404511
批准年份:2014
资助金额:30.00
项目类别:联合基金项目
批准号:21707105
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81400457
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31670765
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:11502304
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51605456
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61472228
批准年份:2014
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:30771090
批准年份:2007
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:51271177
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:31170937
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:30970131
批准年份:2009
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:41902007
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21773120
批准年份:2017
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:81400575
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

毛细相变回路的界面效应及其稳定性研究

批准号:50876035
批准年份:2008
负责人:刘伟
学科分类:E0603
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
2

毛细相变回路中的界面波动问题及其稳定性研究

批准号:51106057
批准年份:2011
负责人:黄晓明
学科分类:E0603
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

微型毛细泵环传热研究

批准号:59376278
批准年份:1993
负责人:侯增祺
学科分类:E0603
资助金额:7.50
项目类别:面上项目
4

一种新型心脏辅助用血泵的溶血性能与血泵设计、实验研究

批准号:50676004
批准年份:2006
负责人:桂幸民
学科分类:E0602
资助金额:28.00
项目类别:面上项目