脉动热管的毛细滞后阻力和流型转换机理

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基本信息

  • 批准号：
    51176190
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    曲伟
  • 依托单位：
    中国航天空气动力技术研究院
  • 学科分类：
    E0603.传热传质学
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

脉动热管具有蛇型毛细管结构，如何有效促进流型转换，实现动力和阻力的涨落：增加薄液膜及脱离压力的影响，消除毛细滞后阻力的作用，是大幅提高其热性能的根本途径。对脉动热管的研究内容包括:(1)小功率下"液塞链流"时动态液塞所受毛细滞后阻力及液塞弯月面前沿液膜薄厚的影响规律；(2)脉动热管水平放置大功率时"似明渠流"的机理及其顶部液膜薄厚和薄液膜脱离压力的影响规律；(3)整个脉动热管从"液塞链流"到"似明渠流"的转换机理和流型长度份额影响因素；(4)脉动热管的"流阻极限"和"干涸极限"的机理和条件。研究涉及传热传质学与微尺度流体力学、表面物理化学等的交叉，拟建立物理和数学模型、采用实验手段剥离和解决问题，将重视理论和实验结果的统一。脉动热管中力的涨落和流型转换等研究将定性和定量说明"流阻极限"和"干涸极限"，会从根本上揭示脉动热管工作性能好坏的本质原因，对深刻认识脉动热管的工作机理具有重要的意义。

结项摘要

在本项目研究之前，氨工质脉动热管(Ammonia-Pulsating Heat Pipe, NH3-PHP)实验研究属于国际空白；理论方面，PHP的流动阻力、流型转换和PHP性能的对应关系、极限等方面研究不足。.本项目采用不同于前人的典型工质，克服了NH3-PHP的全可视化毛细玻璃管加工、NH3充装、密封等困难，国际上首次进行了NH3-PHP实验研究。从PHP的驱动力、阻力与流型的对应关系、PHP水平工作时的流型转换条件和界限、毛细管中流型的变化规律和转换机制、从驱动力及阻力和性能、传热极限等角度研究了PHP，采用高速摄像等手段对流型和性能等关键因素进行实验、分析、再实验、再分析，达到了项目的研究目标。.实验结果表明，NH3-PHP由于动力足，在不同的倾斜角下都具有很好的启动特性，4℃温差即可完成启动；NH3-PHP具有很好的传热特性，整体热阻较低，可以至0.02W/K；NH3-PHP在有倾角的底加热工作时，加热段中为大量小汽泡会聚合流型，流出加热段以环状流为主；水平时会出现一定份额的“似明渠流”，充液率较低时，早达到“烧干”极限。可视化实验还获得了流速、潜热和显热份额、各因素影响等定量结果，为理论分析提供了好的边界输入。理论分析结果表明，水和氨工质PHP表现了不同的动力和阻力。在PHP工质的蒸发和凝结过程，蒸汽存在“饱和度势差”。解决了毛细管中工质流动伴有蒸发和凝结过程时，压降计算方法存在范围小、误差大等问题，修正并降低了最大速度。毛细管中工质流型变化使阻力份额发生明显变化，PHP弯道处压力损失最大；毛细滞后压力损失与弯道压力损失的比值会随着功率而大幅降低；而重力压力损失与弯道压力损失相比变化不大。.可以提升PHP性能方面，共性的内在机理可以归结为两点：一是要求动力足而阻力小，动力方面取决于加热段和冷却段的饱和压力差，典型的NH3工质的动力足，性能有大幅提升的效果，这正如所预期的一样；阻力方面，由于PHP采用毛细管，因此工质流动的摩擦阻力必然占有较大份额，尤其是毛细管拐弯的数量；毛细管中汽泡的聚合、流型转变会改变流阻。二是针对工质要使PHP的设计满足高性能流型，这一方面会使流动阻力大幅降低，另一方面也会使PHP的极限升高。.本项目研究结果揭示了PHP的内在工作机制，提出的性能提升方法对于主控因素和结构优化设计具有重要的科学和现实意义。

项目成果

期刊论文数量（9）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（9）
专利数量（0）
Temperature oscillation and frequency of a capillary driven heat pipe with reservoir
带储层的毛细管驱动热管的温度振荡和频率
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    International Journal of Engineering Science and Innovative Technology, 3(4), 2014, 42-49
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Feng Li;Wei Qu;Bangcheng Ai
  • 通讯作者：
    Bangcheng Ai
脉动热管稳态运行的理论模型研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    流体机械
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    薛志虎;曲伟
  • 通讯作者：
    曲伟
蒸发-凝结流动的边界层现象及热短路效应
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    化工学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王焕光;段彦军;曲伟
  • 通讯作者：
    曲伟
毛细芯热管蒸汽流动特性研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    工程热物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    段彦军;王焕光;曲伟
  • 通讯作者：
    曲伟
氨工质脉动热管的可视化启动和传热性能研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    中国科学: 技术科学, 2015, 45(6): 1–8
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    薛志虎;陈思员;曲伟
  • 通讯作者：
    曲伟

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微小型脉动热管的传热性能实验研
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  • 作者：
    周岩;曲伟
  • 通讯作者：
    曲伟

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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