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热管模拟方法、装置及电子设备制造方法及图纸

技术编号:27936458 阅读:23 留言:0更新日期:2021-04-02 14:16
本公开实施例中提供了一种热管模拟方法、装置及电子设备,该热管沿轴向包括蒸发段、绝热段和冷凝段,所述方法包括:对所述热管的管壁、吸液芯以及蒸汽腔划分温度节点以构建传热模型;以及求解所述传热模型以获得所述热管的参数,对于管壁,在构建所述传热模型时考虑轴向及径向的热传导;对于吸液芯,在构建所述传热模型时考虑径向热传导、轴向热传导、与蒸汽腔之间的蒸发/冷凝传热以及工质回流传热;对于蒸汽腔,在构建所述传热模型时考虑与所述吸液芯中工质的蒸发/冷凝传热以及蒸汽的流动传热。通过本公开的处理方案,提高了热管稳定运行阶段的模拟精度,能对固定倾角下的热管运行进行分析,同时能够对热管是否达到传热极限进行实时判断。

【技术实现步骤摘要】
热管模拟方法、装置及电子设备
本公开涉及热管
,尤其涉及一种热管模拟方法、装置及电子设备。
技术介绍
热管是一种传热元件,它充分利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质,透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外,其导热能力超过任何已知金属的导热能力。典型的热管由管壳、吸液芯和蒸汽腔组成,将蒸汽腔抽成负压后充以适量的工作液体,使紧贴蒸汽腔内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封。管的一端为蒸发段(加热段),另一端为冷凝段(冷却段),根据应用需要在两段中间可布置绝热段。当热管的一端受热时吸液芯中的液体蒸发汽化,蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体,液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段。如此循环,热量由热管的一端传至另—端。热管在实现这一热量转移的过程中,包含了以下六个相互关联的主要过程:⑴热量从热源通过热管管壁和充满工作液体的吸液芯传递到(液-汽)分界面;⑵液体在蒸发段内的(液-汽)分界面上蒸发;⑶蒸汽腔内的蒸汽从蒸发段流到冷凝段;⑷蒸汽在冷凝段内的汽-液分界面上凝结:⑸热量从(汽-液)分界面通过吸液芯、液体和管壁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热管模拟方法,所述热管沿轴向包括蒸发段、绝热段和冷凝段,其特征在于,所述方法包括:/n对所述热管的管壁、吸液芯以及蒸汽腔划分温度节点以构建传热模型;以及/n求解所述传热模型以获得所述热管的参数,/n其中,对于所述管壁,在构建所述传热模型时考虑轴向及径向的热传导;/n其中,对于所述吸液芯,在构建所述传热模型时考虑径向热传导、轴向热传导、与蒸汽腔之间的蒸发/冷凝传热以及工质回流传热;并且/n其中,对于所述蒸汽腔,在构建所述传热模型时考虑与所述吸液芯中工质的蒸发/冷凝传热以及蒸汽的流动传热。/n

【技术特征摘要】
1.一种热管模拟方法,所述热管沿轴向包括蒸发段、绝热段和冷凝段,其特征在于,所述方法包括:
对所述热管的管壁、吸液芯以及蒸汽腔划分温度节点以构建传热模型;以及
求解所述传热模型以获得所述热管的参数,
其中,对于所述管壁,在构建所述传热模型时考虑轴向及径向的热传导;
其中,对于所述吸液芯,在构建所述传热模型时考虑径向热传导、轴向热传导、与蒸汽腔之间的蒸发/冷凝传热以及工质回流传热;并且
其中,对于所述蒸汽腔,在构建所述传热模型时考虑与所述吸液芯中工质的蒸发/冷凝传热以及蒸汽的流动传热。


2.根据权利要求1所述的热管模拟方法,其特征在于,所述热管还包括保温层,并且所述方法还包括:
对所述保温层划分温度节点以构建传热模型,其中所述保温层被设置为与环境自然对流换热。


3.根据权利要求2所述的热管模拟方法,其特征在于,对所述热管的管壁划分温度节点以构建传热模型,包括:
在蒸发段将每个温度节点设置为具有不同的吸热功率;
在绝热段考虑与所述保温层间的轴向热传导;并且
在冷凝段将二次侧流体温度以及对应位置处的对流换热系数设置为已知。


4.根据权利要求1所述的热管模拟方法,其特征在于,对所述热管的管壁划分温度节点以构建传热模型,包括:
在所述管壁与所述保温层径向传热路径上考虑接触换热热阻。


5.根据权利要求1所述的热管模拟方法,其特征在于,对所述热管的吸液芯划分温度节点以构建传热模型,包括:
将所述蒸汽温度设置为与气液界面温度相等,
根据热量传递守恒得到在蒸发段、绝热段和冷凝段的蒸发/冷凝传热量以及蒸发/冷凝流量;
根据所述蒸发/冷凝流量,获得所述吸液芯内的工质回流流量;以及
获得所述吸液芯的温度节点的能量守恒方程。


6.根据权利要求1所述的热管模拟方法,其特征在于,对所述热管的吸液芯划分温度节点以构建传热模型,包括
将所述吸液芯假定为多孔介质区域;
对于所述吸液芯中的工质流动,假设为不可压缩流动;
在考虑重力影响下构建所述吸液芯中的工质流动方程;以及
根据所述工质流动方程获得所述吸液芯内工质流动引起的压降。


7.根据权利要求6所述的热管模拟方法,其特征在于,所述吸液芯包括所述多孔介质以及液态工质,并且所述多孔介质以及液态工质被设置为一种等效材料。


8.根据权利要求1所述的热管模拟方法,其特征在于,对所述热管的蒸汽腔划分温度节点以构...

【专利技术属性】
技术研发人员:王侃郭玉川李泽光
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:北京;11

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