丝网型超薄热管结构参数影响的实验探究

发布时间：2020-12-27 15:00

　　随着电子器件朝着高性能化、集成化与微型化方向的快速发展,狭小空间内高热流密度的散热问题亟待解决.超薄热管作为相变传热元件,具有超高导热率和器件结构紧凑等优点,因此被广泛应用于微型电子器件的散热中.不同的电子元器件具有各不相同的器件结构与散热需求,因此超薄热管在实际应用中也存在各种各样的器件结构.在本课题组对丝网型超薄热管中丝网吸液芯结构参数(目数、丝径)对其传热性能影响的研究基础上,为迎合实际应用中散热部件结构多样化的要求,本研究选取了对超薄热管传热强化效果最优的丝网结构作为吸液芯,通过实验手段,进一步探究了超薄热管的器件结构(包括长度、宽度和厚度等)对其传热性能的影响规律.结果表明,器件长度对超薄热管性能的影响存在一个相互矛盾的因素,故存在一个最佳的长度值使得热管具有最优的传热性能.此外,器件宽度和厚度的增加,都可以不同程度地提升热管的工作性能.最后,基于实验数据,建立了可有效预测超薄热管工作性能的经验关联式.对比超薄热管蒸发端温度的预测值与实验值,发现其相对误差可控制在±10%以内. 

【文章来源】：科学通报. 2020年17期 北大核心

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

丝网吸液芯(a)和超薄热管横截面(b)的扫描电子显微镜(SEM)图

对于不能直接进行测量而须通过计算得出的参数(如平均温度及热阻等),则需要进行误差传递计算.当被测量Y由N个其他独立变量X1,X2,···,XN通过函数f确定,且这N个变量各自的不确定度分别为u(xi)时,被测量的估计值y的合成标准不确定度uc(y)可通过下式进行计算:图4(网络版彩色)实验系统及热电偶分布示意图

图3(网络版彩色)各器件结构的实物对比图.其中,uc(y)为被测量估计值y的合成标准不确定度,u(xi)为N个变量各自的不确定度.在本实验中,需要进行误差传递计算的参数主要包括蒸发端温度(Te)、绝热段温度(Ta)、冷凝端温度(Tc)、温差(ΔT)和传热热阻(R).其中Te,Ta,Tc分别为各段表面温度的平均值,ΔT为Te和Tc的差值,传热热阻R=(Te-Tc)/Qin.对以上参数使用公式(2)进行计算后,其相对合成标准不确定度结果如图5所示.由图5可知,超薄热管的各性能指标的相对合成不确定度随输入热负荷增加逐渐降低,且在各输入功率下,其不确定度均小于10%.

【参考文献】：
期刊论文
[1]热管的电子设备冷却技术[J]. 赵晓军,余莉.  世界科技研究与发展. 2007(06)



本文编号：2941953