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碳纤维毛细芯平板环路热管的性能研究及优化的开题报告
一、选题依据
平板环路热管是一种被广泛应用于航空、导弹等领域的热传导器件，具有重量轻、体积小、功率密度高等优点。然而，传统的平板环路热管普遍存在着结构复杂、制造成本高、性能差异化大等问题。碳纤维毛细芯平板环路热管相比传统热管，具有更高的导热性能和更好的耐腐蚀性能。因此，本文以碳纤维毛细芯平板环路热管为研究对象，旨在探究其性能并进行优化，从而提高其应用价值。
二、研究内容及意义
碳纤维毛细芯平板环路热管的主要结构包括外壳、毛细芯管和工作质体。通过控制工作质体的蒸发与冷凝，实现热量的传输。本文将重点研究以下内容：
1.碳纤维毛细芯的制备：通过改变制备条件和工艺参数，制备出碳纤维毛细芯，对毛细芯进行表征，确定最佳制备工艺。
2.碳纤维毛细芯平板环路热管热传输性能测试：利用实验平台对碳纤维毛细芯平板环路热管的热传输性能进行测试。
3.优化碳纤维毛细芯平板环路热管性能：通过改变工作质体、优化毛细芯的结构等方法，提高碳纤维毛细芯平板环路热管的性能和应用领域。
通过研究碳纤维毛细芯平板环路热管的性能，可深入了解其热传导机制，并在此基础上进行性能优化，提高其应用价值。此外，对碳纤维毛细芯的制备及应用也有着一定的参考价值。
三、研究方法
本文将采用实验和模拟相结合的研究方法。
1.实验方法：实验平台采用自行设计的碳纤维毛细芯平板环路热管，采用水、甲醇、乙醇等液体作为工作质体，通过改变参数进行热传输性能测试，并对毛细芯进行表征。
2.模拟方法：基于传热学原理，建立碳纤维毛细芯平板环路热管的数学模型，通过有限元分析等方法，对热传输性能进行模拟和优化。
四、预期成果
通过本研究，预期达到以下成果：
1.实现碳纤维毛细芯的制备和表征。
2.确认碳纤维毛细芯平板环路热管的热传输性能和性能瓶颈。
3.尝试优化碳纤维毛细芯平板环路热管的性能，并获得优化结论。
4.对碳纤维毛细芯的应用以及制备方法进行总结。
五、研究难点及解决途径
1.碳纤维毛细芯的制备和表征：难点在于控制制备条件和工艺参数，最终获得具有一定强度和良好毛细效应的碳纤维毛细芯。通过多方试验和实践，最终掌握最优制备工艺。
2.热传输性能的测试和分析：难点在于实验平台的设计和搭建、测试参数的确定等方面。通过引进国内外先进技术和理论，以及多次实验数据的测试和分析，最终获得可靠的热传输性能测试结果。
3.碳纤维毛细芯平板环路热管的优化：难点在于找到问题和解决问题的方法。通过建立数学模型和试验验证等方法，找到性能瓶颈并提出可行的优化方案。
六、研究进度计划
2021年3-5月：查阅相关文献，研究已有碳纤维毛细芯平板环路热管的相关研究成果，并确定本文的研究内容。
2021年6-9月：制备碳纤维毛细芯，并进行表征。搭建实验平台，进行热传输性能测试。
2021年10-12月：对热传输性能进行分析和总结，得出碳纤维毛细芯平板环路热管的性能。
2022年1-3月：尝试优化碳纤维毛细芯平板环路热管的性能，并得出优化结论。
2022年4-6月：对碳纤维毛细芯的应用以及制备方法进行总结与展望。
七、预算估算
本研究所需材料及设备费用约10万元，其中主要包括以下方面：
1.实验设备：包括实验平台、数据采集仪器和分析仪器等，约5万元。
2.试剂材料费用：包括碳纤维材料、工作液体等试剂费用，约1万元。
3.差旅及文献费用：包括参加会议、出差、打印复印等相关费用，约2万元。
4.其他费用：包括实验场地租赁、能源及水费用、管理服务费用等，约2万元。
八、研究团队及研究条件
本项目研究团队由本科生2人、硕士生2人、导师1人组成。导师为某大学教授，主攻热传导及实验研究，团队成员均有较多的实验室操作经验。本研究所需实验设备、试剂、文献等均可在学校实验室和图书馆内获得。