毛细相变回路的界面效应及其稳定性研究

CPL、LHP、CWHP和MGHP等毛细相变回路在航天、能源、电子、计算机领域中的应用十分广泛，主要用于航天器热控、MEMS散热、CPU散热、LED散热、电子器件冷却等。本项目首次提出系统汽液界面的相变驱动机制，并研究系统的相变驱动和毛细驱动之间的相互关系和内在规律，发展能够反映毛细相变回路完全驱动机制的数学模型，同时，建立系统界面参数与过程参数的计算关联式，实现毛细相变回路传热与减阻的优化设计。另外，还针对系统毛细多孔芯内汽液界面位移及其稳定性问题，建立界面位移的热动力学模型，获得汽液界面位移的稳定性曲线和稳定性判据，同时，分析工作流体在毛细多孔芯内的相变传热与流动过程，建立系统运行的动态模型，并在不同的热负荷和工况条件下，模拟系统的启动、运行以及非稳态特性。最后，根据本研究提出的理论模型、公式判据和设计方法，研制适应于高热流器件冷却的小型LHP装置，并对所建的理论模型进行实验验证。