溝槽式復(fù)合結(jié)構(gòu)微熱管設(shè)計及傳熱性能研究.pdf

1、近年來，電子技術(shù)迅速發(fā)展，電子器件的高頻、高速以及集成電路的密集和小型化，使單位體積電子器件的發(fā)熱量快速增大。這樣在有限的體積范圍內(nèi)，電子產(chǎn)品的功耗不斷增長，熱流密度急劇上升，導(dǎo)致電子設(shè)備的溫度迅速提高，從而導(dǎo)致電子產(chǎn)品的故障越來越多。散熱問題便成為制約電子技術(shù)發(fā)展的一大難題，平板熱管因其散熱面能夠很好的和熱源接觸配合，并且具有導(dǎo)熱性能好、熱流密度可變等原因被廣泛應(yīng)用。所以本文設(shè)計并制造了一種新的復(fù)合式溝槽結(jié)構(gòu)平板微熱管，主要研究內(nèi)容如

2、下：
　　1．通過分析平板熱管的工作原理和相關(guān)傳熱極限，提出促進(jìn)管內(nèi)工質(zhì)相變傳熱的吸液芯微結(jié)構(gòu)，即蒸發(fā)段設(shè)計促進(jìn)液體工質(zhì)沸騰蒸發(fā)的結(jié)構(gòu)，并抑制大氣泡甚至汽膜的產(chǎn)生，在冷凝段促進(jìn)蒸汽的冷卻凝結(jié)以及凝結(jié)液的流動和均勻分布。分別設(shè)計了溝槽針翅結(jié)構(gòu)和溝槽針翅陣列結(jié)構(gòu)應(yīng)用于平板微熱管的蒸發(fā)段和冷凝段，實驗測試了不同表面形貌結(jié)構(gòu)銅板的沸騰傳熱性能和蒸汽冷卻凝結(jié)現(xiàn)象，結(jié)果表明：設(shè)計的蒸發(fā)段結(jié)構(gòu)不僅使得氣泡更快脫離且阻止了小氣泡匯合成大氣泡，溫差

3、明顯減小，平均溫差僅為4.3℃；而冷凝段結(jié)構(gòu)在保證大的換熱面積的同時，提供了更多的有效成核位置，且具有減薄液膜和均流分布的作用；
　　2．在確定蒸發(fā)段和冷凝段結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，利用激光設(shè)備研究制備吸液芯結(jié)構(gòu)的加工工藝，最終確定了激光制備吸液芯結(jié)構(gòu)的方法，并設(shè)計了一套平板微熱管的制作方案，經(jīng)過吸液芯結(jié)構(gòu)的激光加工、上蓋板的超疏水改性、中間銅框架的線切割制得、低溫焊錫膏焊接組裝與檢漏、注液抽真空等成功制得平板微熱管；
　　3．設(shè)計并

4、搭建實驗平臺，用于測試平板微熱管等實驗件的傳熱性能，對比分析純銅板、空管以及平板微熱管的傳熱性能，結(jié)果表明：平板微熱管的傳熱性能最佳、溫差最小、熱阻最低；隨著加熱時間的持續(xù)，平板微熱管最先開始減緩溫升趨勢，同樣最先達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)；隨著加熱功率的增加，兩端溫度都在上升，平板微熱管很快便有減緩趨勢，熱阻隨加熱功率增加在減?。?br>　　4．對比分析不同充液率和管內(nèi)壓強(qiáng)的平板微熱管傳熱性能，主要分析隨著加熱功率增加溫度和熱阻的變化情況，實驗結(jié)果

5、表明：加熱功率不斷增加，充液的增大使熱阻整體在不斷減小，但減小的趨勢越來越緩慢，到61.4％時甚至隨加熱功率的增加有增大的跡象，最終平板微熱管的熱阻為0.125℃/W；隨著加熱功率增加，熱管兩端溫度一直在上升，但上升的趨勢隨充液率的增大在逐漸減緩，溫差在不斷縮小，在充液率為61.4%時溫差為10.077℃，所以猜測最佳充液率在60%左右；在管內(nèi)壓強(qiáng)為4.5kpa時，最終溫差為13.774℃、熱阻為0.172℃/W；當(dāng)管內(nèi)壓強(qiáng)為7.3kp