基于高热流密度芯片的金刚石歧管针翅散热器传热特性实验研究

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作者 乔通 汤凯 +5 位作者 郭元东 黄金印 刘金龙 黄亦龙 苗建印 林贵平 《空间科学学报》 北大核心 2025年第2期449-457,共9页

微通道散热器是解决高热流密度功率器件的散热难题的有效手段之一,本文设计并制造了一种适用于高热流散热的金刚石歧管针翅微通道散热器.利用热测试芯片作为模拟热源,研究了该散热器在基于氨工质的泵驱两相流回路中的热工性能.在1510 W&... 微通道散热器是解决高热流密度功率器件的散热难题的有效手段之一,本文设计并制造了一种适用于高热流散热的金刚石歧管针翅微通道散热器.利用热测试芯片作为模拟热源,研究了该散热器在基于氨工质的泵驱两相流回路中的热工性能.在1510 W·cm^(-2)的局部热流下,芯片热源表面温度为102.5℃,热阻为0.151 K·W^(-1),压降为1.1 kPa.研究了进口温度、热流密度、质量流量对散热器热阻和压降的影响,发现在较高的进口温度条件下散热器的热阻最小.保持各种工作参数一致,与铜材质的扩缩流道歧管微通道散热器进行对比,在710 W·cm^(-2)热流条件下,金刚石歧管针翅微通道散热器的热阻降低33.32%,压降降低23.88%. 展开更多

关键词 金刚石 歧管针翅散热器 流动沸腾 氨 高热流

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TiO_2纳米流体在液冷服上的应用实验研究 被引量：2

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作者 王涛 王亮 +4 位作者 林贵平 柏立战 刘向阳 卜雪琴 谢广辉 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期681-690,共10页

为了更好地理解与运用纳米流体在液冷服上的强化传热能力,开展TiO2纳米流体在液冷服上的试验研究.利用暖体假人系统模拟人体散热,从人服系统的稳态和瞬态两种情形对应用TiO2纳米流体液冷服在散热、温控、能耗等性能上与应用水的情形进... 为了更好地理解与运用纳米流体在液冷服上的强化传热能力,开展TiO2纳米流体在液冷服上的试验研究.利用暖体假人系统模拟人体散热,从人服系统的稳态和瞬态两种情形对应用TiO2纳米流体液冷服在散热、温控、能耗等性能上与应用水的情形进行对比分析.结果表明：应用TiO2纳米流体的液冷服工作性能受工质进口温度、质量流量和纳米颗粒体积分数的影响很大,通过合理匹配以上参数可以提高液冷服的工作性能;若上述参数匹配不当,则将导致液冷服的工作性能恶化,甚至出现低于应用传统工质水的情形.在该实验条件下,当纳米颗粒体积分数为2%,入口温度为15℃,质量流量为1 000~1 400g/min时,液冷服的散热能力比以水为工质时提高6%;所需的泵耗显著降低,为水的0.70~0.80倍;人服系统温度分布和液冷服抗热负荷能力均有所改善. 展开更多

关键词 纳米流体 二氧化钛 液冷服(LCG)

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加速度作用下环路热管工作特性实验 被引量：2

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作者 谢永奇 于印 +2 位作者 解立垚 高红霞 余建祖 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期38-44,共7页

针对单储液器环路热管在过载加速度作用下可能出现的温度波动甚至无法运行的问题,基于恒加速度离心机系统,建立了双储液器环路热管(DCCLHP)工作特性实验台,实验研究了双储液器环路热管在重力场稳定运行后再施加过载加速度时的工作特性,... 针对单储液器环路热管在过载加速度作用下可能出现的温度波动甚至无法运行的问题,基于恒加速度离心机系统,建立了双储液器环路热管(DCCLHP)工作特性实验台,实验研究了双储液器环路热管在重力场稳定运行后再施加过载加速度时的工作特性,分析了不同加热功率、不同加速度大小和方向对其运行性能的影响.结果表明,双储液器环路热管在加速度为7g时仍可达到稳定工作状态,加速度作用导致其稳定运行温度低于地面重力场的温度,且随加热功率和加速度不同,运行温度降低程度不同;加速度方向沿储液器2指向储液器1时其达到稳定状态所需时间比其反方向时更短.实验还观察到了加速度作用下冷凝器出口和液体管线出口温度波动现象. 展开更多

关键词 环路热管 加速度场 双储液器 工作特性 实验

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特种密闭服装内微环境热舒适评价模型探讨 被引量：2

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作者 王涛 林贵平 +3 位作者 张万欣 卜雪琴 张宸 陶永博 《载人航天》 CSCD 北大核心 2018年第2期183-190,共8页

目前对狭小密闭服装内动态非均匀环境下的热舒适预测和评估还不成熟,国内外缺少用于类似环境的执行标准,而特种密闭服装热舒适评价方法作为包含防化服在内的各类特种密闭服装温控设计的验证手段和评估技术有重要应用价值。分析总结了近3... 目前对狭小密闭服装内动态非均匀环境下的热舒适预测和评估还不成熟,国内外缺少用于类似环境的执行标准,而特种密闭服装热舒适评价方法作为包含防化服在内的各类特种密闭服装温控设计的验证手段和评估技术有重要应用价值。分析总结了近30年来国内外热舒适评价方法研究成果,结合工程实际提出了一种特种密闭服装热舒适评价方法和模型,采用基于Tanabe人体65节点模型、Farnworth衣物传热模型和Zhang等构建的动态非均匀环境下的热舒适模型在内的理论预测模型,结合试验完成此类服装的热舒适预测和评估。针对特种密闭服装建立的热舒适预测方法和使用的各类模型具有较高的可行性,但这些模型仍处在发展期,需要不断地改进和完善来拓宽对环境的适用范围和提高预测精度以适应在热舒适研究领域中的应用。 展开更多

关键词 特种密闭服装 动态非均匀环境 热舒适 评价模型

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高效燃-滑油散热器传热性能计算修正模型

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作者 张司薇 高红霞 +1 位作者 冷子昊 苏壮 《航空发动机》 北大核心 2025年第2期105-109,共5页

为满足飞机和发动机润滑系统热分析及发动机设计方案论证的需求,采用改进的Bell-Delaware法建立了适用于航空发动机管壳式燃-滑油散热器的传热性能计算模型,对该类散热器的传热性能进行分析,并结合变工况试验结果对模型进行修正。结果表... 为满足飞机和发动机润滑系统热分析及发动机设计方案论证的需求,采用改进的Bell-Delaware法建立了适用于航空发动机管壳式燃-滑油散热器的传热性能计算模型,对该类散热器的传热性能进行分析,并结合变工况试验结果对模型进行修正。结果表明:修正模型计算出的管壳式燃-滑油散热器的单位温差散热量与试验值相比误差在10%以内,且90%的数据点的比较误差均在5%以内;修正后的计算模型能准确地预测散热器在不同工作状态下的性能,能有效地计算出管壳式燃-滑油散热器在飞行剖面上典型飞行状态点的性能曲线,为预测飞机不同飞行状态点或发动机不同工作状态下的散热器传热特性提供了可靠的依据,为发动机设计和性能评估提供重要支持。 展开更多

关键词 燃-滑油散热器 管壳式换热器 传热性能 计算模型 润滑系统 航空发动机

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非结冰气象条件下机翼热气防冰系统数值模拟 被引量：9

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作者 郁嘉 卜雪琴 +2 位作者 林贵平 申晓斌 马文涛 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2016年第5期562-567,共6页

为了在自然结冰飞行前预估飞机防冰系统的性能,减少飞行风险,开展了非结冰气象条件下飞机机翼热气防冰系统的数值模拟研究。数值模拟采用了计算流体力学方法;外部对流传热系数的计算采用附面层积分方法。机翼热气防冰系统表面温度的计... 为了在自然结冰飞行前预估飞机防冰系统的性能,减少飞行风险,开展了非结冰气象条件下飞机机翼热气防冰系统的数值模拟研究。数值模拟采用了计算流体力学方法;外部对流传热系数的计算采用附面层积分方法。机翼热气防冰系统表面温度的计算是将蒙皮外部散热热流、内部热气加热热流以及蒙皮导热三者进行热耦合,并进行了改进,改进的方法不要求防冰腔内、外两套网格在重合面网格处一致,是通过双向线性插值将一方面网格信息插值传递到另一方表面网格上,提高了计算效率。 展开更多

关键词 热气防冰系统 机翼 数值模拟 非结冰气象条件 表面温度

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旋转部件复杂表面水滴撞击计算 被引量：9

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作者 申晓斌 张志强 +2 位作者 林贵平 穆作栋 卜雪琴 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期709-713,共5页

为模拟旋转体结冰问题的过冷水滴运动及撞击过程,基于欧拉方法及单旋转坐标系模型,建立了三维旋转水滴运动模型,并提出了相应的数值求解方法。采用单旋转坐标系对空气及水滴两相流动过程进行处理,通过引入惯性力,将惯性系下的周期转动... 为模拟旋转体结冰问题的过冷水滴运动及撞击过程,基于欧拉方法及单旋转坐标系模型,建立了三维旋转水滴运动模型,并提出了相应的数值求解方法。采用单旋转坐标系对空气及水滴两相流动过程进行处理,通过引入惯性力,将惯性系下的周期转动边界转换为定常流动边界;利用欧拉方法,使用单向耦合形式描述空气—水滴流场;在单旋转坐标系下,向控制方程内引入科里奥利加速度及牵连加速度,进行非惯性系下欧拉方程的修正,从而描述水滴运动过程;采用有限容积求解器对空气及水滴运动的控制方程组进行求解,通过引入源项定义单旋转坐标系下的惯性力,得到空气流场及水滴场的速度、体积分数分布,进而得到表面水滴撞击特性。采用上述方法对旋转帽罩与叶片模型进行算例分析,结果表明所建立的旋转水滴计算方法有效,对比静止状态表面的结果,旋转对帽罩的水滴撞击特性影响甚小,而对桨叶存在显著影响;由于帽罩具有中心对称的特性,因而旋转带来的切向速度变化对其水滴撞击特性影响不明显;桨叶表面水滴收集系数随旋转角速度增大而增大,同时收集系数在表面的分布会向迎风方向偏移,较大的角速度对应了更为显著的收集系数增幅与偏移现象。 展开更多

关键词 飞机结冰 数值模拟 欧拉法 旋转部件 水滴撞击特性 单旋转坐标系模型

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热气防冰腔结构参数对其热性能影响研究 被引量：11

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作者 彭珑 卜雪琴 +2 位作者 林贵平 马文涛 赵凯 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2014年第6期848-853,共6页

采用数值模拟方法,开展了热气防冰系统结构参数对其热性能影响的研究。首先建立了不同管壁距、喷孔排数、喷口喷射角度的防冰腔结构,运用计算流体力学方法对其内部热气流动与换热进行了模拟,得到了防冰腔热效率以及热气喷射蒙皮内表面... 采用数值模拟方法,开展了热气防冰系统结构参数对其热性能影响的研究。首先建立了不同管壁距、喷孔排数、喷口喷射角度的防冰腔结构,运用计算流体力学方法对其内部热气流动与换热进行了模拟,得到了防冰腔热效率以及热气喷射蒙皮内表面的对流传热系数的分布。结果表明:管壁距在4mm至36mm范围内增大,将降低防冰腔的热效率,并且弱化射流正对冲击表面传热性能;流量一致时,喷孔排数由3排减至2排,提高了防冰腔热效率;3排喷孔射流角度朝上表面方向旋转15°,将会提升防冰腔热效率,表明曲面曲率影响射流表面传热性能。 展开更多

关键词 热气防冰腔 热效率 结构参数 表面传热系数

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PR方程和WS混合规则预测灭火瓶氮气充填量 被引量：3

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作者 陈梦东 谢永奇 +2 位作者 郭祥祥 余建祖 马伟 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期2162-2168,共7页

氮气为直升机灭火瓶内灭火剂的快速释放提供驱动力,确定氮气充填量和气相空间氮气的摩尔比例,是直升机动力舱灭火系统设计中的关键问题之一。基于PengRobinson(PR)状态方程和Wong-Sandler(WS)混合规则,提出了一种灭火瓶氮气充填量预测方... 氮气为直升机灭火瓶内灭火剂的快速释放提供驱动力,确定氮气充填量和气相空间氮气的摩尔比例,是直升机动力舱灭火系统设计中的关键问题之一。基于PengRobinson(PR)状态方程和Wong-Sandler(WS)混合规则,提出了一种灭火瓶氮气充填量预测方法,针对Halon301和HFC-227ea的不同充装工况,通过3层迭代计算确定氮气充填量,与试验和文献结果进行了对比,并分析了灭火瓶内压强和氮气摩尔比例随温度的变化情况。结果表明:对Halon1301充填1/2灭火瓶的试验工况,氮气充填量计算值的平均误差约为4.7%;对充填2/3试验工况,平均误差约为1.1%,计算结果优于PROFISSY和HFLOW软件计算结果。对HFC-227ea充填1/2灭火瓶和2/3灭火瓶工况的平均误差分别为4.3%和2.3%,与PROFISSY软件的计算精度相当。该方法可以用于机载灭火系统工程设计。 展开更多

关键词 灭火系统 Peng-obinson(PR)方程 Wong-Sandler(WS)混合规则 Halon1301 HFC-227EA 气液平衡

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光伏直接驱动的蒸汽压缩式制冷系统仿真 被引量：8

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作者 杨宇飞 袁卫星 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1553-1559,共7页

提出一种无蓄电池的光伏直接驱动的蒸汽压缩式制冷系统,由太阳能光伏阵列、DC/DC变换器、无刷直流电机、可变转速压缩机、风冷冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器、水泵等组成。为了分析该光伏蒸汽压缩式制冷系统的性能,建立包含上述关键部件... 提出一种无蓄电池的光伏直接驱动的蒸汽压缩式制冷系统,由太阳能光伏阵列、DC/DC变换器、无刷直流电机、可变转速压缩机、风冷冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器、水泵等组成。为了分析该光伏蒸汽压缩式制冷系统的性能,建立包含上述关键部件的详细数学模型并进行仿真计算。根据仿真结果分析环境温度、太阳辐射强度和冷水出水温度等变量对光伏制冷系统性能的影响。仿真结果表明,在某些工况条件下,光伏蒸汽压缩式制冷系统的总效率可大于1。该模型可用于预测不同运行条件下光伏蒸汽压缩式制冷系统的制冷量、COP、压缩机转速及系统总效率等性能参数。 展开更多

关键词 光伏 制冷 直接驱动 压缩机 仿真

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飞机结冰中水滴撞击特性的欧拉法准确性分析 被引量：3

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作者 申晓斌 赵文朝 +1 位作者 林贵平 亓子程 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1912-1921,共10页

过冷水滴撞击特性计算是飞机结冰冰形预测与防除冰系统性能分析的基础,常用方法为欧拉法与拉格朗日法,2种方法的结果通常是一致的,但在某些部件上会出现差异。通过对欧拉法与拉格朗日法进行比较,分析2种方法结果的异同,进而讨论欧拉法... 过冷水滴撞击特性计算是飞机结冰冰形预测与防除冰系统性能分析的基础,常用方法为欧拉法与拉格朗日法,2种方法的结果通常是一致的,但在某些部件上会出现差异。通过对欧拉法与拉格朗日法进行比较,分析2种方法结果的异同,进而讨论欧拉法对于飞机结冰中水滴撞击特性计算的准确性。以NACA 0012翼型、冰风洞风道、S形进气道与发动机气膜帽罩为对象,采用欧拉法与拉格朗日法计算获得水滴运动及局部水收集系数。结果表明:当水滴运动未受到上游效应影响时,欧拉法与拉格朗日法的结果一致;当水滴发生偏转后,欧拉法速度的单一性使水滴流线不能相交,而拉格朗日法能捕捉水滴轨迹的交叉,导致2种方法的预测产生差异,且欧拉法结果与水滴不碰撞及聚并的假设存在冲突;水滴在上游部件空气绕流或气流吹袭作用下都会发生偏转,使得欧拉法与拉格朗日法得到的下游表面水收集系数不相符,欧拉法对于S形进气道与发动机气膜帽罩的水滴运动及撞击特性计算存在误差。研究成果对飞机结冰冰形的准确预测及防除冰系统的设计有重要参考价值。 展开更多

关键词 飞机结冰 水滴撞击特性 欧拉法 拉格朗日法 轨迹交叉

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基于泡沫铜/石蜡的锂电池热管理系统性能 被引量：16

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作者 施尚 余建祖 +2 位作者 陈梦东 高红霞 谢永奇 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期2678-2683,共6页

高效的热管理系统能极大提高电池使用寿命并保证电池安全运行。为提高能源利用效率,针对动力电池组散热问题设计了基于相变材料的被动式热管理系统。采用泡沫铜/石蜡构成复合相变材料以提高石蜡的导热性能,并对复合相变材料导热性能进... 高效的热管理系统能极大提高电池使用寿命并保证电池安全运行。为提高能源利用效率,针对动力电池组散热问题设计了基于相变材料的被动式热管理系统。采用泡沫铜/石蜡构成复合相变材料以提高石蜡的导热性能,并对复合相变材料导热性能进了测试。通过改变孔隙率、加热功率及环境温度,对不同工况下基于复合相变材料的热管理系统性能进行了实验研究。实验结果表明,泡沫铜孔隙率分别为96%、95%以及93%的复合相变材料的热导率分别是纯石蜡的14.2倍、19.2倍和25.4倍。基于复合相变材料的热管理系统能显著降低热源温度,其冷却性能优于自然对流风冷热管理系统。当热源发热量及环境温度为定值,相同结构复合相变材料下,泡沫铜孔隙率越低,热管理系统性能越好。基于复合相变材料的热管理系统能显著减小由于加热功率和环境温度变化导致的温度波动,提高了热源温度稳定性。 展开更多

关键词 热管理 相变 石蜡 泡沫铜 对流 热传导

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