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纵向振动下脉动热管流动与传热特性实验研究

脉动热管,振动,温度振荡,传热性能

脉动热管因其简单的结构和优异的传热效率在电子设备热管理领域具有较高的应用潜力，但在实际使用过程中，脉动热管不可避免地会受到振动干扰，其在振动冲击下的适应性和热稳定性有待进一步评估。本文设计并搭建了振动环境下脉动热管的传热性能测试平台，对比分析了静止和振动条件下脉动热管壁面温度的振荡规律以及其内部气液塞的运动模式。此外，在振频为10 Hz的纵向振动下，探究了不同幅值对脉动热管热阻的影响规律。结果表明：在10 Hz的纵向振动下脉动热管内部的气液塞的运动模式与静止条件类似，包括停滞、脉动及循环三种主要形式，它们既可以单独存在，也可以间歇性共存。在25 W的低加热功率下，气液塞处于间歇性脉动模式，蒸发段温度振荡表现出低频高幅的特征。在100 W的高加热功率下，气液塞处于循环流动模式，蒸发段温度振荡表现出高频低幅的特征。此外，10 Hz的纵向振动对气液塞的运动具有阻碍的作用，进而降低脉动热管发传热性能，并且振幅越高，热阻增大。通过适当的提高加热功率能够缓解10 Hz纵向振动对传热性能的削弱作用，但过高的加热功率会加剧脉动热管蒸发段烧干的风险。