[發明專利]熱管模擬方法、裝置及電子設備

在審

• 申請號: 202011446202.0
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112597640A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 王侃;郭玉川;李澤光
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產權代理有限公司 11718
• 代理人: 彭一波

1.一種熱管模擬方法，所述熱管沿軸向包括蒸發段、絕熱段和冷凝段，其特征在于，所述方法包括：

對所述熱管的管壁、吸液芯以及蒸汽腔劃分溫度節點以構建傳熱模型；以及

求解所述傳熱模型以獲得所述熱管的參數，

其中，對于所述管壁，在構建所述傳熱模型時考慮軸向及徑向的熱傳導；

其中，對于所述吸液芯，在構建所述傳熱模型時考慮徑向熱傳導、軸向熱傳導、與蒸汽腔之間的蒸發/冷凝傳熱以及工質回流傳熱；并且

其中，對于所述蒸汽腔，在構建所述傳熱模型時考慮與所述吸液芯中工質的蒸發/冷凝傳熱以及蒸汽的流動傳熱。

2.根據權利要求1所述的熱管模擬方法，其特征在于，所述熱管還包括保溫層，并且所述方法還包括：

對所述保溫層劃分溫度節點以構建傳熱模型，其中所述保溫層被設置為與環境自然對流換熱。

3.根據權利要求2所述的熱管模擬方法，其特征在于，對所述熱管的管壁劃分溫度節點以構建傳熱模型，包括：

在蒸發段將每個溫度節點設置為具有不同的吸熱功率；

在絕熱段考慮與所述保溫層間的軸向熱傳導；并且

在冷凝段將二次側流體溫度以及對應位置處的對流換熱系數設置為已知。

4.根據權利要求1所述的熱管模擬方法，其特征在于，對所述熱管的管壁劃分溫度節點以構建傳熱模型，包括：

在所述管壁與所述保溫層徑向傳熱路徑上考慮接觸換熱熱阻。

5.根據權利要求1所述的熱管模擬方法，其特征在于，對所述熱管的吸液芯劃分溫度節點以構建傳熱模型，包括：

將所述蒸汽溫度設置為與氣液界面溫度相等，

根據熱量傳遞守恒得到在蒸發段、絕熱段和冷凝段的蒸發/冷凝傳熱量以及蒸發/冷凝流量；

根據所述蒸發/冷凝流量，獲得所述吸液芯內的工質回流流量；以及

獲得所述吸液芯的溫度節點的能量守恒方程。

6.根據權利要求1所述的熱管模擬方法，其特征在于，對所述熱管的吸液芯劃分溫度節點以構建傳熱模型，包括

將所述吸液芯假定為多孔介質區域；

對于所述吸液芯中的工質流動，假設為不可壓縮流動；

在考慮重力影響下構建所述吸液芯中的工質流動方程；以及

根據所述工質流動方程獲得所述吸液芯內工質流動引起的壓降。

7.根據權利要求6所述的熱管模擬方法，其特征在于，所述吸液芯包括所述多孔介質以及液態工質，并且所述多孔介質以及液態工質被設置為一種等效材料。

8.根據權利要求1所述的熱管模擬方法，其特征在于，對所述熱管的蒸汽腔劃分溫度節點以構建傳熱模型，包括：

根據質量守恒定律，獲得所述溫度節點處的蒸汽密度變化；

獲得所述蒸汽腔中壓力與密度間的關系，其中將所述蒸汽腔內的蒸汽視為可壓縮理想流體，且流動過程為絕熱流動；以及

根據所述蒸汽密度變化方程以及所述壓力與密度間的關系，獲得所述溫度節點處的壓力變化。

9.根據權利要求8所述的熱管模擬方法，其特征在于，對所述熱管的蒸汽腔劃分溫度節點以構建傳熱模型，還包括：

根據所述蒸汽腔中壓力與密度間的關系以及所述溫度節點處的壓力變化獲得蒸汽溫度。

10.根據權利要求1所述的熱管模擬方法，其特征在于，對所述熱管的蒸汽腔劃分溫度節點以構建傳熱模型，還包括：

獲得所述蒸汽腔內的氣態工質流動的N-S方程，其中所述蒸汽腔內的氣態工質流動被假設為一維層流；以及

根據所述N-S方程獲得所述蒸汽腔中的工質流動方程。