翅片式振荡热管强化传热数值模拟

发布时间：2017-11-10 19:29

  本文关键词：翅片式振荡热管强化传热数值模拟

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【摘要】：随着科学技术的发展和社会应用的需要,当今电子产品的小型化趋势越来越快,集成度越来越高,但对其性能要求的升高使其功率越来越大,因此电子产品的单位容积发热量大大提高。另外,工作温度对电子元器件的正常工作有很大的影响,相关资料显示,55%以上的电子元件失效是由于温度过高引起的。因此,散热问题成为了当今电子产品稳定运行和继续发展的关键性问题。振荡热管利用自身工质的相变进行传热,具有结构简单、导热性好、无运动部件、工作可靠等特性。基于这些特性,振荡热管在微电子元器件冷却等高热流密度散热方案中是一种极具发展和应用潜力的传热元件。因此对于振荡热管传热性能的研究是十分有必要的。本文在综合现有文献的基础上,根据振荡热管的启动特性及传热性能,采用ANSYS软件对振荡热管进行仿真研究,用于分析振荡热管的运行机理。结合实际工况建立振荡热管的几何模型,并探讨振荡热管的传热传质理论、微尺度效应、液膜理论,综合分析相关机理确定闭合环路振荡热管的仿真模型。以ANSYSY FLUENT软件为平台,模拟在底部加热方式下,振荡热管从初始到稳定运行过程中的各个阶段;在60%的充液率下,对不同工质的振荡热管进行对比研究;对以振荡热管为核心元件的振荡热管翅片散热器进行仿真研究,模拟散热器在不同翅片间距、尺寸、管孔位置的工作情况。仿真得到的结果如下:观察到热管运行过程中的气液两相图变化,显示热管内部的流型变化及气泡的破裂合并等现象,与实验接近;工质物性能够影响振荡热管的启动特性、传热传质,相同工况下气化潜热小的工质更容易启动;得到不同工作情况下的表面温度分布图,分析不同因素与散热器性能的关系,对散热器进行优化。
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK172.4

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本文编号：1168067