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使用格子Boltzmann方法增强单柱非均匀孔径灯芯的Wickability。 (英语) Zbl 1521.76633号

摘要:最佳芯设计对于在各种应用中开发高热通量两相热管理系统至关重要,包括小型电力电子、能源、高功率电池和航天器系统,因为它们需要大渗透率和改进的毛细压力,即增强芯吸能力。使用不均匀孔径的芯吸测试增强的芯吸性能,而较大的孔增加渗透率,较小的孔提高毛细压力。采用基于两相单组分自由能的格子Boltzmann方法(LBM)研究增强的芯吸性能,即孔尺度的芯吸速率。对于给定孔隙率((ε=0.67和0.8)和孔径比(l_r=1.3和2.6),在两个平行板之间有一个单柱-颗粒的均匀和非均匀孔径灯芯,预测了上升率。研究表明,与均匀孔径芯相比,非均匀孔径芯通过提高大孔隙的渗透率和增加小孔隙的毛细泵送能力,使上升速率和毛细压力分别提高298%和157%。此外,在给定的孔隙率下,随着孔径比的增加或在给定的孔径比下孔隙率的降低,芯吸性增强。在(ε=0.67)和(l_r=2.6)时,非均匀孔径芯的最大/最小无因次液体高度和液体饱和度的累积增强分别达到90、114和112%。不均匀粒径芯的毛细压力增加是由于存在小孔。此外,由于芯顶部的孔隙较小,垂直梯度芯增加了毛细压力,而在给定孔隙度和孔径比下,与非均匀孔径芯相比,它们略微降低了上升速率。模拟结果通过非均匀孔径提高了芯吸性,为高热流密度两相热管理系统的最佳薄芯结构提供了见解。

MSC公司:

76米28 粒子法和晶格气体法
80甲19 扩散和对流传热传质、热流
76S05号 多孔介质中的流动;过滤;渗流
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全文: 内政部

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