熱翅板散熱器的傳熱性能研究.pdf

1、眾所周知，電子設(shè)備的高度集成化、高頻化、微型化使得電子元器件產(chǎn)生的熱量大幅增加；而過高的工作溫度將會導(dǎo)致電子設(shè)備失效；所以，有效地解決電子元件的散熱問題變得尤其重要。針對該問題，結(jié)合相變傳熱技術(shù)，本文提出了一種新型的熱翅板散熱器。應(yīng)用CFD數(shù)值模擬和試驗分析，本文研究了冷卻空氣的速度和進口溫度以及散熱量對熱板散熱器性能的影響，主要研究內(nèi)容、方法和研究結(jié)論如下：
　　 (1)對電子設(shè)備散熱方法和相變傳熱技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨

2、勢、以及研究中所面臨的問題進行了簡要評述，明確了本文的研究目標。
　　 (2)提出了熱翅板散熱器的熱力和機械設(shè)計方法。并以鋁合金3A21為熱翅板散熱器材料，分別選擇水和丙酮作為熱板散熱器的相變工質(zhì)、設(shè)計并制作了針對CPU散熱的熱板散熱器試驗元件。
　　 (3)建立了熱翅板散熱器傳熱性能試驗臺，主要包括抽真空灌裝系統(tǒng)、風洞系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和測量系統(tǒng)四大部分。加熱系統(tǒng)中通過電阻絲加熱銅棒來模擬CPU芯片發(fā)熱，試驗結(jié)果表明：CP

3、U芯片溫度隨風速的增大而降低，但溫降的趨勢隨風速的持續(xù)增大而平緩；加熱功率增大，芯片溫度升高，但過大的熱流密度會使散熱器的相變傳熱過程惡化；以丙酮為工質(zhì)的散熱性能優(yōu)于水，且35％的丙酮充液率為最佳。
　　 (4)應(yīng)用CFD軟件FLUENT對熱翅板散熱器的傳熱能力進行了數(shù)值模擬。模擬中，采用當量熱阻法將發(fā)生相變換熱的工質(zhì)等效為很大的導(dǎo)熱系數(shù)。計算結(jié)果表明：CPU芯片溫度隨空氣來流溫度的增加而直線上升。模擬結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好，表