AMTEC內(nèi)毛細泵回路流動與換熱機理研究的開題報告

AMTEC內(nèi)毛細泵回路流動與換熱機理研究的開題報告1.引言AMTEC（AlkaliMetalThermal-to-ElectricConversion）技術(shù)是一種新型的低溫熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)，其利用堿金屬蒸汽進行熱電轉(zhuǎn)換，具有高效率、長壽命、簡單可靠等特點，已在航空航天和太空科學等領(lǐng)域得到廣泛應用。AMTEC系統(tǒng)中的毛細泵是關(guān)鍵的元件之一，其主要作用是將熱陰極加熱器中的液態(tài)堿金屬輸送至熱端陶瓷膜表面，從而形成膜內(nèi)的離子輸運。因此，研究AMTEC內(nèi)毛細泵回路的流動與換熱機理對于理解膜內(nèi)離子輸運和優(yōu)化系統(tǒng)性能具有重要意義。本文擬就此進行研究。2.研究目的本研究旨在探究AMTEC內(nèi)毛細泵回路的流動與換熱機理，重點包括：（1）分析AMTEC內(nèi)毛細泵回路的結(jié)構(gòu)和工作原理，建立相應的數(shù)學模型；（2）利用數(shù)值模擬和流場可視化技術(shù)研究毛細泵回路的流動特性，探究毛細管直徑、傾角、毛細管通道內(nèi)液態(tài)堿金屬的含量等因素對流動行為的影響；（3）基于ANSYS等軟件對毛細泵回路的換熱性能進行分析，研究毛細管內(nèi)流體的溫度分布、熱流密度等參數(shù)在不同工況下的變化規(guī)律。3.研究內(nèi)容（1）AMTEC內(nèi)毛細泵回路的結(jié)構(gòu)和工作原理分析；（2）建立毛細泵回路的數(shù)學模型，包括質(zhì)量守恒方程、動量守恒方程等；（3）利用數(shù)值模擬方法對毛細泵回路的流動特性進行研究，分析毛細管直徑、傾角、通道內(nèi)液態(tài)堿金屬的含量等因素對流動行為的影響；（4）借助ANSYS等軟件對毛細泵回路的換熱性能進行分析，研究毛細管內(nèi)流體的溫度分布、熱流密度等參數(shù)在不同工況下的變化規(guī)律；（5）根據(jù)研究結(jié)果提出相應的優(yōu)化措施，以提高AMTEC內(nèi)毛細泵回路的性能。4.研究方法（1）文獻調(diào)研法：收集國內(nèi)外關(guān)于AMTEC內(nèi)毛細泵回路的文獻，熟悉毛細泵回路的結(jié)構(gòu)和工作原理，了解現(xiàn)有研究進展；（2）數(shù)理統(tǒng)計法：建立AMTEC內(nèi)毛細泵回路的數(shù)學模型，運用數(shù)值模擬方法研究毛細泵回路的流動特性，分析毛細管直徑、傾角、通道內(nèi)液態(tài)堿金屬的含量等因素對流動行為的影響；（3）計算機仿真法：利用ANSYS等軟件對毛細泵回路進行復雜的多場耦合計算，分析毛細管內(nèi)流體的溫度分布、熱流密度等參數(shù)在不同工況下的變化規(guī)律；（4）實驗驗證法：通過實驗驗證，驗證數(shù)值模擬和計算機仿真的可靠性。5.預期結(jié)果（1）建立AMTEC內(nèi)毛細泵回路的數(shù)學模型，并探究毛細管通道的直徑、傾角、毛細管內(nèi)液態(tài)堿金屬的含量等因素對流動和換熱性能的影響，分析毛細泵回路的性能特點；（2）定量分析各因素對毛細泵回路性能的影響，提出改進措施，以提高毛細泵回路的工作效率和穩(wěn)定性；（3）驗證模擬結(jié)果的可靠性，以保證研究成果的實用性。6.計劃進度表|時間|工作任務||----------------|------------------------------------------------------||第1個月|文獻調(diào)研、建立數(shù)學模型||第2個月|開展數(shù)值模擬研究，得出流動特性數(shù)據(jù)||第3-4個月|利用ANSYS等軟件開展流體力學及傳熱學仿真，得出換熱數(shù)據(jù)||第5個月|實驗驗證||第6個月|結(jié)果分析與總結(jié)||第7個月|論文撰寫