纳米结构表面双元流体脉动热管机理研究

脉动热管以其高效的传热性能已成为高效传热技术重要的研究方向之一，有着强烈的高科技应用背景。本申请从强化脉动热管内表面微结构以及优化工作流体两方面出发，有效提高脉动热管的传热性能。项目主要研究内容包括（1）通过纳米线组成的纳米线阵列表面结构改变脉动热管内流体脉动流动方向；（2）采用等离子纳米涂层改变表面达到亲FC72或疏FC72，同时采用由FC72与水组成的双元工作流体，大大提高蒸发传热和冷凝传热；（3）基于瞬态非线性有限元法，建立包含纳米线阵列影响以及双元流体特性的脉动热管模型。本研究将相关领域的最新研究成果应用于本课题所研制的脉动热管中，所开发的脉动热管的传热能力将完全有能力超越其他同类型脉动热管。

脉动热管以其高效的传热性能已成为高效传热技术重要的研究方向之一，有着强烈的高科技应用背景。本项目从强化脉动热管内表面微结构、外加超声波等多方面出发，有效提高脉动热管的传热性能。研究发现：超声波在倾斜角为90°时能有效的提高脉动热管传热性能：超声波能降低脉动热管的启动功率；在低负载下对水脉动热管性能的强化作用率超过30%，对氧化镝纳米流体脉动热管性能的强化作用率超过30%，对丙酮脉动热管性能的强化作用率超过20%；但当脉动热管倾斜角为0°时，超声波对脉动热管的强化作用非常小，有时甚至弱化脉动热管传热。通过阳极氧化铝模板方法制备纳米线应用于脉动热管来实现对脉动热管的强化传热，成功制备了孔直径78nm，孔间距95nm的氧化铝模板以及适用于纳米线脉动热管性能测试的实验平台。上述成果对理解脉动热管强化传热机制具有重要意义，为进一步开发高效散热技术奠定基础。