Abstract ：

碳纳米管本身所具有的卓越导热性能,使得基于碳纳米管所制备的纳米流体也同样具有较高的热导率,同时在碳纳米管表面添加官能团能够有效增强水/碳纳米管纳米流体的稳定性.本文将羟基化碳纳米管构建成为Janus颗粒,基于平衡分子动力学模拟方法,计算了基于羟基化碳纳米管的纳米流体热导率,并对其导热机理进行分析.计算结果表明,在基液吸附层密度增长、颗粒布朗运动增强以及界面热阻降低等因素的共同作用下,基于羟基化碳纳米管的纳米流体具有比普通碳纳米管纳米流体更强的导热性能.羟基化碳纳米管构建的Janus颗粒在基液中具备更强的布朗扩散能力,因而可以进一步提高水/碳纳米管纳米流体的热导率.本文揭示了基于羟基化Janus碳纳米管的纳米流体导热机理,为新型传热工质制备提供参考.

Keyword ：

羟基 Janus颗粒 碳纳米管 纳米流体 分子动力学模拟

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

极端热湿气候区以高温、高湿、强辐射为气候特征,以琼海为例的多数地区目前已经不充分满足夏热冬暖地区的区划,如果继续使用夏热冬暖地区的规范进行设计,可能会在一定程度上造成能量损耗.为了体现现有标准在极端热湿气候区的可优化性,以琼海为例,以珊瑚砂外墙为研究对象,通过模拟计算得到空调负荷特征与外墙传热特性,以此为基础考虑经济性指标计算珊瑚砂外墙最佳保温层厚度,并给出该地区外墙传热系数限值的优化方向.研究表明,琼海地区公共建筑全年需要供冷,在室内外温差、热流密度上均存在特殊的"双向流"特征,表明外墙传热系数并非越小越好;当保温层厚度由0mm增加至80 mm时,全年累计冷负荷由117.6 kW·h/m2 降低至107.5 kW·h/m2,总成本先降低后升高,谷值为37.0 元/m2,此时保温层最佳厚度为20 mm,投资回收期为7.8 年;在20 mm保温层厚度下的外墙传热系数为0.98 W/(m2·K),高于现有标准的限值,因此,若要实现保温层经济性最优,现有标准的外墙传热系数的限值应调大.研究结果为以琼海为代表的极端热湿气候区外墙结构设计提供数据支撑和优化参考.

Keyword ：

极端热湿气候区 珊瑚砂外墙 保温层最佳厚度 空调负荷特性 双向流

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

为保证芯片的工作温度在安全范围内，研究利用微热管阵列(MHPA)设计了用于芯片热管理的散热装置。通过实验测试了不同蒸发端长度和充液率对单L型和U型MHPA散热器传热性能的影响，并对双L-MHPA和U-MHPA芯片散热器进行不同倾角的传热性能对比实验。结果表明：过高的充液率和过长的蒸发端长度均降低了MHPA散热器的传热能力，水平放置时的U_1-MHPA芯片散热器具有最佳的传热性能，在160 W的加热功率下，散热器平均热阻为89.6 K/(W·m~2),散热器能稳定芯片的温度在57.9℃。双L型散热器具有更好的倾角适应能力。

Keyword ：

微热管阵列 热阻 传热性能 芯片

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

印刷电路板换热器(PCHE)作为超临界二氧化碳(S-CO2)布雷顿循环中的重要设备,其性能会影响系统的效率.为了提高翼型PCHE性能,探究翼型翅片结构对其流动与换热性能的影响.本工作针对S-CO2布雷顿循环系统中的高温回热器,采用数值模拟的方法,选用S-CO2 为传热工质.通过对3种不同结构的NACA0020的翼型翅片通道的流动与换热性能进行比较,研究翼型翅片最大厚度在弦长上的位置参数对换热器的性能影响,并从热工水力性能、综合性指标、整体流动性、局部性能等方面分析了变化规律.结果表明,在翼型翅片结构中保持相对厚度不变的情况下,随着翼型翅片最大厚度在弦长上越接近翼型前缘的位置,其换热性能也会随之提高.其中NACA0020-20的翼型翅片通道在选定的工况条件下,j因子和Nu比其他两种翼型翅片通道大2.7%～8.8%和2.7%～8%,并且该翼型翅片结构可以有效地减小边界层所带来的影响,提高了其PCHE的换热性能,其综合性能更是优于其他两种翼型翅片.研究结果对于翼型PCHE的结构设计和性能优化提供了一定的依据.

Keyword ：

换热器 最大厚度 流动与换热 超临界二氧化碳 翼型翅片

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

工业余热浪费严重、利用率较低且实际应用过程中受到时间和空间的限制,需要高效蓄热技术和装置来解决此类问题.提出一种将多通道平行流扁管与紧凑式翅片相结合的新型相变蓄热器,以水为载热流体,月桂酸为相变材料.实验研究了载热流体注入方式、流量、入口温度对蓄热器蓄/放热性能的影响,并分析小温差下蓄热器的传热特性.结果显示,该蓄热器相变材料填充率为82.5%,紧凑式翅片的采用极大强化了相变材料侧换热过程,蓄/放热性能优良.当载热流体入口温度分别为45℃和41℃时,相变材料约在270 min和75 min完成相变,最小蓄/放热温差可达2℃,最小温差时的平均蓄热比功率为25.18 W/kg,平均取热比功率为20.23 W/kg.

Keyword ：

多通道平行流扁管 紧凑式翅片 相变蓄热 小温差

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

针对多通道平行流扁管单级蓄热装置在蓄取热过程中温差逐渐减小，传热不均匀的问题，本文提出了多通道平行流扁管梯级相变蓄热系统，系统包括两级蓄热装置，装置里分别填充52#石蜡和月桂酸作为蓄热材料。以水作为载热流体，实验研究了不同进口温度、不同流量下换热流体对梯级蓄热系统蓄取热特性的影响。实验结果显示，与流量相比，换热流体进口温度对梯级蓄热系统传热性能有更大的影响。当换热流体进口温度增加(减少)或换热流体流量增加(减小)，梯级蓄热装置的蓄(取)热时间减少，蓄(取)热功率增加。

Keyword ：

梯级蓄热 紧凑型翅片 相变蓄热 多通道平行流扁管

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

A new heat pipe-type natural convective heat dissipation terminal with a thermal energy storage material is proposed. A sleeve is added to the heat exchange tube at the end of the heat pipe, and the thermal energy storage material is placed between the tubes. Through condensation heat exchange, the steam in the tube transfers heat to the thermal energy storage material and then to the outer sleeve, which features natural convective heat exchange and radiative heat exchange against indoor air, thereby constructing a new household air source heat pump system. A heat transfer model of the heat pipe heat dissipation terminal with the solid-state thermal energy storage material is established, and the start-stop process of the heat pump system and the influence of the type and thickness of the thermal energy storage material on the temperature distribution and its variation with time are studied. The variation laws of the macro-performance metrics, such as the heating capacity and compressor power of the heat pump system, are analyzed. The results show that magnesium brick as the solid-state thermal energy storage material is the best. The operating time of the heat pump and the external surface temperature of the thermal energy storage material are affected by the thickness of the thermal energy storage material, and a critical thickness exists. When a magnesium brick with a thickness of 12 mm is selected as a thermal energy storage material, the domestic air-source heat pump with the thermal energy storage terminal runs for 12 minutes, leading to 26 minutes of heating time, while the surface temperature changes within the range of 35-50 ℃. © 2024 Journal of Refrigeration Magazines Agency Co., Ltd.. All rights reserved.

Keyword ：

heat dissipation terminal tube-in-tube discontinuous operation solid-state thermal energy storage

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

提出带蓄热材料的热管式自然对流散热末端新型式,在热管式末端的换热管上外加套管,管间填充蓄热材料.管内蒸气通过凝结换热,将热量传递给蓄热材料后再传递给外套管,外套管与室内空气进行自然对流传热和辐射传热,构造出新型家用空气源热泵系统.建立了带固体蓄热材料的热管式散热末端的传热模型,研究热泵系统启停过程,蓄热材料种类、厚度对温度分布随时间变化的影响;分析热泵系统的制热量、压缩机功率等宏观性能系数的变化规律.结果表明:固体蓄热材料中镁砖效果较好;热泵运行时间和蓄热材料外表面温度受蓄热体厚度影响,且存在一个临界厚度;当选取 12 mm厚的镁砖蓄热材料时,带蓄热末端的家用空气源热泵运行 12 min,供热时间 26 min,表面温度变化在 35～50℃.

Keyword ：

散热末端 套管 固体蓄热 间歇运行

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

在固体表面布置纳米结构是一种强化固-液界面传热的简单有效的方法.但是,当固-液界面相互作用较弱时,由于纳米结构并不能被液体浸润,纳米结构的存在反而会弱化固-液界面之间的传热,而外电场的施加则可以解决这一问题.本文基于分子动力学模拟的方法,研究了纳米结构固-液界面在外电场作用下的传热特性.通过在 2块平行金属板布置数量相同的正负电荷,产生垂直于板面的均匀电场,并在下层金属板上布置了不同尺寸的纳米结构.结果表明:在外电场作用下,纳米结构处会产生电润湿现象,固-液界面的润湿状态能够从Cassie态变为Wenzel态,界面处的Kapitza热阻长度明显减小,因而热流密度显著增大;当电荷量增至发生电冻结的临界值,液态水会产生电冻结现象,其热导率骤增至1.2 W/(m·K),热流密度也随之发生骤增;继续增加电场强度,由于电冻结现象的发生,固-液界面热阻则基本保持不变.

Keyword ：

外电场 分子动力学 固-液界面热阻 电润湿 纳米结构

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

电子元件的集成化、微型化等特点加剧了芯片的热问题，基于相变材料的被动式冷却技术已无法满足功率波动的高功率电子设备的需求。本文将相变技术与主动冷却技术相结合，提出了一种用于风冷散热的新型迷你通道-相变热沉结构。该结构改善了相变材料导热性能差的问题，也解决了相变材料熔化后泄漏的问题。通过实验测试了不同热流密度、不同风速对其热控性能的影响，总结了热沉的蓄放热特性，并与未填充相变材料热沉的热控性能进行了对比。实验中热流密度变化范围为1.81～3.47 W/cm2，风速变化范围为0～4 m/s。研究表明：热流密度的增大和风速的降低均会导致热沉温控时间的缩短。2 m/s风速足以满足热流密度小于2.91 W/cm2的芯片散热需求，4 m/s风速可以在热流密度为3.47 W/cm2的情况下将热沉底面温度维持在70℃。与未填充相变材料热沉相比，本研究提出的热沉可以起到延长温控时长，降低稳态温度的作用。此外，风扇的开启可以有效缩短热沉的冷却时间，对于间歇性工作的电子设备具有重要的应用意义。研究结果可为迷你通道-相变热沉在实践中的应用提供参考依据。

Keyword ：

风冷散热 相变蓄热 热控性能 迷你通道

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。