用于電子器件冷卻的平板熱管均溫性能實驗研究.pdf

1、由于現(xiàn)在電子產(chǎn)品都在朝著集成化、小型化方面發(fā)展，繼而會造成高熱流密度的問題，使得電子產(chǎn)品的壽命減少，無法正常工作。因此對電子器件的高熱流密度散熱問題提出了更高的要求。平板熱管利用相變原理，具有非常高效的導(dǎo)熱性、熱流密度的可變性、比較好的等溫特性、結(jié)構(gòu)適應(yīng)性等特點(diǎn)，在解決電子器件高熱流密度問題上具有很好的前景。本文設(shè)計了反重力（蒸發(fā)段位于平板熱管的上表面）且無絕熱段的平板熱管，其冷凝段與加熱段面積的比值為127:1。實驗研究了該熱管在不同

2、充液率、不同加熱功率下的均溫性，并研究了傾斜角度對熱管性能的影響，接著對平板熱管進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計以達(dá)到更好的均溫效果，并在優(yōu)化的基礎(chǔ)上研究加熱功率及環(huán)境溫度對熱管啟動性能的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①對平板熱管的吸液芯、殼體材料進(jìn)行選擇設(shè)計，采用焊接方式制作了反重力、厚度薄、面積大的平板熱管，本文設(shè)計的熱管的尺寸長300mm、寬150mm，冷凝段與蒸發(fā)段的面積比為127:1。搭建試驗臺，對平板熱管進(jìn)行均溫性能測試，選用去離子水作

3、為工質(zhì)，采用自然對流的方式對冷凝段散熱。②對平板熱管進(jìn)行了傳熱均溫性能實驗研究，研究了加熱功率、充液率對平板熱管均溫性能的影響。結(jié)果表明：充液率由25％變化到60%的過程中，平板熱管的熱阻及測點(diǎn)溫度分布的標(biāo)準(zhǔn)差整體上呈現(xiàn)出先減小后緩慢增加的趨勢；充液率為45%時，熱阻和標(biāo)準(zhǔn)差最小，為熱管的最佳充液率；隨著功率的增加，平板熱管的熱阻在整體下降。③在最佳充液率下，設(shè)置0°，15°，30°，90°四個傾斜角度，研究不同傾斜角度對平板熱管均溫性

4、能的影響。結(jié)果表明：隨著傾斜角度的增加，熱管的傳熱熱阻在增大；當(dāng)加熱功率分別為10W、20W、30W、40W、50W時，每個角度對應(yīng)的平均熱阻分別為0.26℃/W、0.37℃/W、0.41℃/W、0.46℃/W；0°時，平板熱管的熱阻最小。④在對熱管槽道進(jìn)行優(yōu)化后，熱管最佳充液率變?yōu)?0%。當(dāng)加熱功率分別為10W、20W、30W、40W時，熱管的溫度分布標(biāo)準(zhǔn)差、熱阻、最大溫差都比優(yōu)化前要小。其中每個功率對應(yīng)的溫度標(biāo)準(zhǔn)差分別為2.9℃、1

5、.8℃、1.8℃、1.8℃，最大溫差分別為11.3℃、10.0℃、8.6℃、8.5℃。熱阻的值為0.30℃/W、0.08℃/W、0.05℃/W、0.04℃/W。⑤研究環(huán)境溫度分別為15℃、20℃、25℃時，優(yōu)化后的熱管運(yùn)行特性的變化情況。結(jié)果表明：隨著環(huán)境溫度的升高，平板熱管的熱阻和標(biāo)準(zhǔn)差都在減小，但是會造成熱管表面溫度上升，以30W為例，15℃至25℃的平均溫度值分別為50.9℃，56.6℃，59.1℃。⑥研究了加熱功率和環(huán)境溫度對啟