多热源微槽道热管散热组件的设计与研究
发布时间：2021-05-11 10:23
随着电子器件向着高性能、集成化、微型化的方向发展,有限空间内离散分布的高热流密度电子元件的散热问题日益凸显。热管作为一种利用相变传热的高效被动型热控元件,在散热系统中具有良好的应用前景。针对目前航空航天等领域亟待解决的多热源电子器件散热问题,本文提出了一种散热组件设计思路,结合实际工况研究分析了其对平面离散热源的散热效果及影响因素,对热源相对位置及功率大小等主要影响因素开展了初步的实验研究,为工程应用中发热元件的合理布置和散热组件的优化设计提供参考。本文基于轻质化、低热阻和高可靠性的设计要求,提出了一种由微槽道热管和散热基板构成的散热组件设计思路,可适应扁平化的有限散热空间以及热源和冷源位于不同平面的工况。实际应用工况下的数值模拟结果表明,散热组件中热管的布置方式和传热性能对热控效果有较大影响,蒸发段覆盖热源情况更好的布置方案可使热源最高温度相对降低约2.0℃;对基板结构优化后可在轻质化要求下将热源区域最高温度控制在70℃以内,但优化区域附近高热流密度热源温升相对明显。基于热管的流动传热理论与分析,对所设计的扁平结构铝-丙酮微槽道热管进行了初步理论计算,其在65℃工作温度下传热极限约为...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
主要符号表
1 绪论
1.1 课题背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 微槽道热管的理论研究
1.2.2 微槽道热管的实验研究
1.2.3 微槽道热管的应用
1.3 主要研究内容
2 热管理论概述与传热性能参数
2.1 热管工作原理
2.2 热管的流动理论
2.2.1 压力平衡方程
2.2.2 毛细压力
2.2.3 液体流动压降
2.2.4 蒸汽流动压降
2.3 热管的传热分析
2.4 热管的主要性能参数
2.4.1 启动特性
2.4.2 温度特性
2.4.3 总热阻
2.4.4 传热极限
2.5 本章小结
3 多热源微槽道热管散热组件的设计与分析
3.1 散热组件的设计
3.1.1 设计背景与要求
3.1.2 设计思路与难点
3.1.3 散热组件基本结构
3.2 散热组件的性能分析
3.2.1 实际应用工况下散热组件方案设计
3.2.2 数值模拟与结果分析
3.3 微槽道热管设计计算与可靠性测试
3.3.1 热管参数设计
3.3.2 理论计算结果
3.3.3 可靠性测试
3.4 本章小结
4 扁平结构微槽道热管传热性能实验
4.1 实验目的
4.2 实验方案设计
4.2.1 传热性能实验台设计与搭建
4.2.2 工况设计与实验步骤
4.2.3 数据处理与误差分析
4.3 实验结果与分析
4.3.1 热管启动特性
4.3.2 热源功率大小的影响
4.3.3 热源布置方式的影响
4.3.4 冷凝段弯折的影响
4.3.5 工作温度的影响
4.4 本章小结
5 结论及展望
5.1 主要结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间研究成果
攻读硕士期间参与的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于微热管阵列的油烟热回收换热器性能研究[J]. 杨金钢,孙炜钰,全贞花,赵耀华. 建筑科学. 2019(12)
[2]矩形微槽道结构与平板微热管传热特性研究[J]. 李伟,李杰超,李卓,闫卫平. 热能动力工程. 2017(02)
[3]绝热材料放气速率测试台研制[J]. 杨敬尧,李凡杰,王博,郭永祥,刘霄,吴昊,王建军,徐旭,甘智华. 低温工程. 2017(01)
[4]“Ω”形轴向槽道热管传热系统传热能力试验研究[J]. 韩娜丽,徐红艳,陈跃勇,张添,董德平. 低温工程. 2016(02)
[5]平板热管用于笔记本电脑散热的研究[J]. 寇志海,白敏丽,杨洪武. 大连理工大学学报. 2011(05)
[6]燕尾形轴向微槽热管的流动和传热特性[J]. 朱旺法,陈永平,张程宾,施明恒. 宇航学报. 2009(06)
[7]三角形微通道流动冷凝的实验研究[J]. 吴嘉峰,陈永平,施明恒,肖春梅,张程宾,杨迎春. 工程热物理学报. 2009(05)
[8]微槽群散热器换热性能实验研究[J]. 赵耀华,刘建荣,刁彦华,杨开篇. 北京工业大学学报. 2009(01)
[9]基于遗传算法的“Ω”形微槽热管设计优化[J]. 张程宾,施明恒,陈永平,吴嘉峰. 工程热物理学报. 2008(12)
[10]小型微槽道热管90°弯曲前后传热性能比较[J]. 陶汉中,张红,庄骏. 宇航学报. 2008(02)
博士论文
[1]大功率LED用微槽平板热管基板的灌封与热性能测试[D]. 李聪明.大连理工大学 2018
[2]扁平热管微孔槽烧结复合吸液芯成形及传热性能研究[D]. 蒋乐伦.华南理工大学 2011
硕士论文
[1]具有微槽道的弯折扁平热管传热特性实验与模型研究[D]. 程攻.浙江大学 2019
[2]抗重力双向互补热管均温板设计及传热特性研究[D]. 黄浩.浙江大学 2017
[3]微热管阵列光伏光热组件及系统性能研究[D]. 王林成.北京工业大学 2014
[4]铝—氨槽道热管的制造及传热特性分析[D]. 姜超.山东大学 2013
[5]梯形轴向槽道热管的多热源多热沉传热特性研究[D]. 曹洪振.山东大学 2006
本文编号：3181239
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
主要符号表
1 绪论
1.1 课题背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 微槽道热管的理论研究
1.2.2 微槽道热管的实验研究
1.2.3 微槽道热管的应用
1.3 主要研究内容
2 热管理论概述与传热性能参数
2.1 热管工作原理
2.2 热管的流动理论
2.2.1 压力平衡方程
2.2.2 毛细压力
2.2.3 液体流动压降
2.2.4 蒸汽流动压降
2.3 热管的传热分析
2.4 热管的主要性能参数
2.4.1 启动特性
2.4.2 温度特性
2.4.3 总热阻
2.4.4 传热极限
2.5 本章小结
3 多热源微槽道热管散热组件的设计与分析
3.1 散热组件的设计
3.1.1 设计背景与要求
3.1.2 设计思路与难点
3.1.3 散热组件基本结构
3.2 散热组件的性能分析
3.2.1 实际应用工况下散热组件方案设计
3.2.2 数值模拟与结果分析
3.3 微槽道热管设计计算与可靠性测试
3.3.1 热管参数设计
3.3.2 理论计算结果
3.3.3 可靠性测试
3.4 本章小结
4 扁平结构微槽道热管传热性能实验
4.1 实验目的
4.2 实验方案设计
4.2.1 传热性能实验台设计与搭建
4.2.2 工况设计与实验步骤
4.2.3 数据处理与误差分析
4.3 实验结果与分析
4.3.1 热管启动特性
4.3.2 热源功率大小的影响
4.3.3 热源布置方式的影响
4.3.4 冷凝段弯折的影响
4.3.5 工作温度的影响
4.4 本章小结
5 结论及展望
5.1 主要结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间研究成果
攻读硕士期间参与的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于微热管阵列的油烟热回收换热器性能研究[J]. 杨金钢,孙炜钰,全贞花,赵耀华. 建筑科学. 2019(12)
[2]矩形微槽道结构与平板微热管传热特性研究[J]. 李伟,李杰超,李卓,闫卫平. 热能动力工程. 2017(02)
[3]绝热材料放气速率测试台研制[J]. 杨敬尧,李凡杰,王博,郭永祥,刘霄,吴昊,王建军,徐旭,甘智华. 低温工程. 2017(01)
[4]“Ω”形轴向槽道热管传热系统传热能力试验研究[J]. 韩娜丽,徐红艳,陈跃勇,张添,董德平. 低温工程. 2016(02)
[5]平板热管用于笔记本电脑散热的研究[J]. 寇志海,白敏丽,杨洪武. 大连理工大学学报. 2011(05)
[6]燕尾形轴向微槽热管的流动和传热特性[J]. 朱旺法,陈永平,张程宾,施明恒. 宇航学报. 2009(06)
[7]三角形微通道流动冷凝的实验研究[J]. 吴嘉峰,陈永平,施明恒,肖春梅,张程宾,杨迎春. 工程热物理学报. 2009(05)
[8]微槽群散热器换热性能实验研究[J]. 赵耀华,刘建荣,刁彦华,杨开篇. 北京工业大学学报. 2009(01)
[9]基于遗传算法的“Ω”形微槽热管设计优化[J]. 张程宾,施明恒,陈永平,吴嘉峰. 工程热物理学报. 2008(12)
[10]小型微槽道热管90°弯曲前后传热性能比较[J]. 陶汉中,张红,庄骏. 宇航学报. 2008(02)
博士论文
[1]大功率LED用微槽平板热管基板的灌封与热性能测试[D]. 李聪明.大连理工大学 2018
[2]扁平热管微孔槽烧结复合吸液芯成形及传热性能研究[D]. 蒋乐伦.华南理工大学 2011
硕士论文
[1]具有微槽道的弯折扁平热管传热特性实验与模型研究[D]. 程攻.浙江大学 2019
[2]抗重力双向互补热管均温板设计及传热特性研究[D]. 黄浩.浙江大学 2017
[3]微热管阵列光伏光热组件及系统性能研究[D]. 王林成.北京工业大学 2014
[4]铝—氨槽道热管的制造及传热特性分析[D]. 姜超.山东大学 2013
[5]梯形轴向槽道热管的多热源多热沉传热特性研究[D]. 曹洪振.山东大学 2006
本文编号：3181239
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