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恶劣环境振荡热管热泵实验:嵌入式设备冷却性能研究
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更新于2024-06-16
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恶劣环境下振荡热管(PHP)热液性能的实验分析是本文的核心研究主题,着重于将其潜在应用拓展至嵌入式设备,尤其是针对那些在极端环境条件下工作的设备,如飞机上的耗散设备。这项工作由大卫·杜弗莱斯在ISAE-ENSMA国立机械与航空技术高等学校完成,他的研究背景涉及能源、热力和燃烧等领域。 杜弗莱斯的博士论文深入探讨了振荡热管在恶劣条件下的热水力性能,如机械振动、高温和极端气压等,这些都是在实际航空环境中可能遇到的情况。他的研究是对传统振荡热管冷却技术的创新尝试,旨在克服其混沌行为,提高其在不稳定环境中的可靠性和效率。 实验装置的设计使得研究人员能够模拟真实飞行中的温度波动和振动,从而得到精确的性能数据。大卫·杜弗莱斯在论文中引用了前人的工作,并结合自身的实验结果,为理解振荡热管在嵌入式设备中的具体应用提供了宝贵的实证依据。 论文的评审过程中,包括Hasna Louahlia教授和Frédéric Lefevre教授在内的专家对研究进行了严格的评估,肯定了其在理论和实践层面的重要性。评审团成员,如Yves Bertin教授、Vincent Ayel高级讲师以及Vadim Nikolayev和Olivier Tébar等,对振荡热管在恶劣环境下的热水力性能提出了专业见解和改进建议。 这篇论文不仅对振荡热管的热液性能进行了深入的实验研究,而且为将其有效应用于嵌入式设备,特别是在严苛的航空环境中,提供了关键的科学支持和技术指导。通过这项研究,我们看到了热泵技术在极端条件下潜在的巨大潜力,对于提升设备的能效和可靠性具有重要意义。
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大卫
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行为的实验分析 热水力学 来自振荡热管 (脉冲热管)
PHP
)在环境中
严重:应用于嵌入式系统/ 2017 / Institut P
12
图204:不同
设备和不同的填充率(ats,T
cryo
= 40°C)155
图205:放大不同
器械和不同填充率(戊,
低温
T
= 40°C
)的表面积电导与功率密度的关系
155
图206:在S3中增加功率时不同蒸发器中温度的时间演变
(戊,TR= 70%,
低温
T= 10°C,
Q1
=
Q2
= 500 W
)
156
图207:在S3中增加功率时冷凝器不同表面温度的时间演变(戊,TR =
70%,
低温
T= 10°C,
Q1
=
Q2
= 500
W
)
(
b
)
157
图
208
:当
S3
中的功率降低时,不同蒸发器面的温度随时间
变化
(戊,
TR= 70%
,
低温
=
10°C,
Q1
=
Q2
= 1 kW)
______________________________________________________________________ 158
图209:当S3中的功率降低时,不同蒸发器面的温度随时间
变化
(戊,
TR= 50%
,
低温
T
=
10°C,
Q1
=
Q2
= 500
(b)159
图
210
:三个源的电导率与两个固定源的可变功率的
函数
关系
(CFP,TR= 50%,
低温
T
=
10°C
)
160
图211:三个源的电导率与两个固定源的可变功率的
函数
关系
(
CFP
,
TR= 50%
,
低温
T
=
40°C
)
160
图212:在可变功率源中,每个源的电导率与每个源注入
的功率的
函数
(戊,
TR= 50%
,
低
温
T
= 10°C
)
161
图
213
:每个源的电导作为可变功率
S2 162
的函数
图
214
:每个源的电导作为可变功率
S2 163
的函数
图215:每个源的电导作为可变功率S2 164的函数
图216:每个源的电导率作为可变功率的函数(青霉,T
cryo
=
40°C
,
固定
Q= 200 W
)
165
图
217
:不同配电
效价(
Pentane
,
TR= 50%
,
低温
T= 10°C
)
166
图
218
:干燥前的功率
不同温度的冷源(青霉)
167
图219:干燥前的蒸发器温度与温度的函数 不同填充率的冷源(青霉)167
图
220
:干燥前功率与冷源温度的函数关系 对于不同的填充速率(另行说明)
167
图
221
:干燥前
蒸发-低温ΔT与不同填充率(戊)的冷源温度的函数167
图222:温度和功率作为干燥的函数
不同流体的冷源温度(
TR= 50%
)
168
图223:不同流体的蒸发器和冷凝器之间的温差以及作为冷源温度函数的干燥触发功率
(TR = 50%)_______________________________________________________________ 169
图224:IR 169测量
图
225
:通过
IR
可视化测量的温度读数(甲醇,
TR= 70%
,
T
低温
= 10°C
)
170
图226:通过IR可视化测量的温度读数(甲醇,TR= 70%,
T
低温
= 40°C)170
图227:干燥前的温度和功率与冷源温度的函数关系(青霉,TR= 50%,2SC/3)171
图
228
:作为
冷源温度函数的ΔT
蒸散度
和干燥前功率(梦境温度,TR= 50%,2SC/3)171
图
229
:干燥前的温度和功率与温度的关系 两种配置的冷源(戊,
TR= 50%
)
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13
图230:
两种配置(戊,TR= 50%)的ΔT
蒸发
-
冷凝和
干燥前功率与冷源温度
的函数172
图
231
:不同固定源功率的干燥前触发功率
与填充率的差异(例如,此人) T
低温
= 10°C,Q
1
=
Q2
)
______________________________________________________________________ 172
图232:不同冷源温度下的干燥极限
填充率(
CFP
,
低温
T= 10°C
,
Q1
=
Q2
)
173
图
233
:不同冷源流体和温度的干燥极限
与固定源功率的函数关系(TR= 50%
Q1
=
Q2
)174
图
234
:不同流体的干燥极限与
T
低温的函数关系
(
TR= 50%
)
______________________________________________________________________ 175
图235:动态粘度随普通流体温度的变化_ 187图236:液-气饱和曲线随普通流体温度的变
化_________________________________________________________________________ 187
图
237
:潜热随常规流体温度的变化
188
图
238
:表面张力随常规流体温度的变化
__188
图239:蒸汽显热随普通流体温度的变化189
图
240
:液体显热随普通流体温度的变化
______________________________________________________________________ 189.
图
241
:
3SC 193
器械
图
242
:固体壁与流体接触和热平衡示意图
通讯员
197
图243:热振荡的衰减图198
图
244
:信号衰减系数随频率的变化
199
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列表 从图片
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14
图片列表
表1:文献中PHP的技术特性表40
表2:OPTIMAL 68项目
表3:不同功率增量下的启动试验汇总表
(ats,不利垂直,TR= 40%,
低温
T
= 10°C)82
表4:飞行89期间的参数
表
5
:通过以下方式记录的温度振荡特征总结
红外可视化(水,
TR= 50%
,
低温
T= 10°C
)
111
表6:通过红外可视化测量的温度振荡特征总结(水,TR= 50%,Q= 300 W)116
表7:通过红外可视化测量的温度振荡特征总结(水,TR= 50%,Q= 4500 W)117
表8:填充后的最大可用电源119
表9:通过以下方式记录的温度振荡特征总结
IR 133
的可视化
表
10
:水和甲醇在
20 ° C
和
80°C
下的热物理性质
表
11
:专利
186
表12:连续元件的固有振动频率190
表
13
:
200°C
时不同流体的饱和压力
192
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命名法
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命名法
符号列表
A
衰减系数
[-]
波
债券数量
[-]
BI
生物数量
[-]
C
牵引力
[PA]
CP
恒压下的质量热
[J.kg
1
.K
-1
]
D
、
D
直径为
[M]
E
厚度
[M]
E
弹性模量
[PA]
Eö
Eötvös的数量
[-]
f
频率
[赫兹]
F
体积流量
[
3
.s
-1
]
g
重力的加速度
[m.s
-2
]
G
热导率
[W.K
-1
]
h
总传热系数
[W.m
2
.K
-1
]
H
潜热
[J.kg
-1
]
我
表面惯性矩
[
M4
]
k
电荷损失系数
[-]
L
高度
[M]
L
ሶ
长度
质量流量
[M]
[kg.s
-1
]
N
回路数量
[循环]
Nu
努塞尔特数
[-]
P
压力
[Pa
或酒吧
]
公关
普兰特尔数
[-]
Q
热功率
[W]
ሶ
热功率密度
[W.m
-2
]
R
射线
[M]
R
耐热性
[K.W
-1
]
回复
雷诺数
[-]
S
表面
[m²]
t
时间
[s]
T
温度计
[°C或K]
TR
填充率
[%]
U
张力
[
五
]
V
速度
[m.s
-1
]
V
体积
[
M3
]
W
单位长度
[N]
x
位置
[M]
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命名法
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PHP
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希腊符号
α
热扩散率
[m².s
-1
]
热表皮深度
[M]
他
动态粘度
[Pa.s
-1
]
θ
润湿角度
[°]
导热性
[W.m
1
.K
-1
]
是
的
运动粘度
[M
2
.s
-1
]
ρ
质量密度
[kg.m
-3
]
σ
表面张力
[N.m
-1
]
脉冲
[
拉德
-1
]
电阻率电
[]
指数
空气环境空气
铝铝合金
adia,ad adiabatic
alim食物
启动时启动
c传导
CA运河
铜铜
毛细血管帽
第二,共冷凝器
批判性写作
低温恒温器
进入
蒸发器,蒸发器
外部文本
固定时间固定时间
H
液压
内部
int
LV
液体
/
蒸汽
亚麻线
液体液体
最大值
平均值
PHP
振荡散热器
热损失损失
R罐
Rac配件
奇异之歌
退出
饱和度
分流器的分流
总计
热传递传递
蒸汽蒸汽
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