閉式回路脈動(dòng)熱管運(yùn)行性能的研究.pdf

1、近年來，隨著電子工業(yè)朝高頻率和高速度方向發(fā)展，使得單位容積的電子元件發(fā)熱量快速增大。傳統(tǒng)的散熱技術(shù)面臨著許多局限和挑戰(zhàn)，嚴(yán)重制約了微電子工業(yè)的發(fā)展。尋求各種新的制冷技術(shù)已成為當(dāng)前該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　 脈動(dòng)熱管作為一種新型熱管技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉和性能卓越的優(yōu)點(diǎn)，已成功應(yīng)用于電子元器件的冷卻，并將在航空航天領(lǐng)域及其它地面應(yīng)用中展示其廣闊的應(yīng)用前景。自其上世紀(jì)九十年代問世以來，得到了許多國(guó)家的科學(xué)界和工程界高度重視和青睞

2、，相關(guān)的研究報(bào)道日益增多，包括各種理論與實(shí)驗(yàn)研究。脈動(dòng)熱管看似結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但實(shí)際運(yùn)行特性十分復(fù)雜，且與常規(guī)熱管有很大不同。其內(nèi)部存在許多錯(cuò)綜復(fù)雜的氣液兩相流動(dòng)和傳熱現(xiàn)象。有許多因素影響其流動(dòng)和傳熱性能。本論文在綜合分析現(xiàn)有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，以閉式回路脈動(dòng)熱管為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行了較為系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和理論研究。具體工作包括以下三個(gè)方面：
　　 首先，對(duì)平板型閉式回路脈動(dòng)熱管進(jìn)行可視化實(shí)驗(yàn)研究。設(shè)計(jì)和加工兩塊鋁質(zhì)平板型閉式多回路脈動(dòng)熱管，它們

3、的外形尺寸相同，均為180×120×3mm3。其中一塊由40個(gè)矩形小槽構(gòu)成，單槽橫截面尺寸為2×2mm2；另一塊由66個(gè)矩形小槽構(gòu)成，單槽橫截面尺寸為1×1mm2。采用酒精為工質(zhì)。通過實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)觀察平板脈動(dòng)熱管內(nèi)部流型及流態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)律，分析槽道尺寸及槽道數(shù)、運(yùn)行角度、熱流密度以及充液率等對(duì)平板型閉式回路脈動(dòng)熱管運(yùn)行性能的影響規(guī)律。
　　 其次，對(duì)管狀型閉式回路脈動(dòng)熱管的運(yùn)行性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。設(shè)計(jì)和加工兩個(gè)由40彎頭組成的細(xì)銅管狀閉

4、式回路脈動(dòng)熱管。他們的整體結(jié)構(gòu)和外形尺寸相同。不同的是，其中一根熱管的內(nèi)外徑為1mm/2mm，而另一根熱管的內(nèi)外徑為2mm/3mm。分別采用酒精、水和R123為工質(zhì)。通過實(shí)驗(yàn)，分析比較管徑大小、工質(zhì)熱物性及充液率大小、運(yùn)行角度及熱流密度等對(duì)管狀型閉式回路脈動(dòng)熱管熱力性能的影響規(guī)律。另外，作者還將圓管狀脈動(dòng)熱管與具有矩形槽道的平板狀脈動(dòng)熱管從結(jié)構(gòu)及運(yùn)行特性等進(jìn)行了分析比較，結(jié)果表明，通道截面形狀的不同會(huì)在一定程度上影響脈動(dòng)熱管的運(yùn)行特性和