有源驱动两相流冷却系统加速度环境适应性研究

发布时间：2021-08-29 02:22

　　为了解决军用电子设备高热流密度器件的散热问题,设计了一种机械泵驱动两相流冷却系统,对该系统在加速度环境条件下的热性能进行了测试。通过实验数据与现象分析,在加速度环境条件下,储液分液器将不能正常工作,内部液体容易在某部位聚集而不能在管路中循环流动而导致失效。本文通过提高系统充液量的方式来解决该问题,试验结果表明,提高系统充液量后,系统在加速度环境条件下正常工作。 

【文章来源】：现代工业经济和信息化. 2020,10(07)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

有源驱动两相流冷却工件原理图

有源驱动两相流冷却系统结构如图2所示。蒸发器与冷凝器采用微通道的结构形式，可以迅速地传递热量。储液分液器采用离心原理来实现内部流体的气液分离，以避免气体进入回流管路，对机械泵产生气蚀，同时影响系统热性能，内部容积约为40 m L。机械泵选用MICROPUMP泵，泵的流量可通过调节控制电压的值来改变系统的流量。管路采用内径为Φ4的铜管,整个系统回路管路内部体积约为20 m L；内部流体采用纯度大于99.5%的丙酮作为工质,充液量为30 m L；本系统通过将热电偶集成在系统环路中，实时的显示内部流体的温度；采用ATM2000温度采集系统来检测系统各部件表面温度。3 系统加速度环境适应性研究

如图3所示，为系统在加速度环境下的温度变化曲线。采用陶瓷加热片作为热源，输入热量为120 W，泵的流量约为200 m L/min，加速度试验时间为1 min。从试验的结果中可以看出，在加速度环境条件下，系统温度变化较大,热源温度急剧上升，系统失效。同时在加速度实验过程中发现，系统驱动泵驱动电流存在急剧减小的情况。系统驱动泵驱动电流由0.7 A减小到0.38 A；根据分析这主要为储液分液器内部流体在受到加速度阻力的影响下，内部液体出现了混乱分布。在试验过程中，储液分液器内部流体所受的外力主要为重力和加速度引起的阻力，储液分液器内部流体受到两个不同外力的影响，而出现复杂的气液分布。在加速度条件下，储液分液器出口为气液混合物，气体进行系统管路，导致系统热性能出现较大的波动，同时机械泵的输入电流减小，主要原因为系统回流管路中流体存在很多气体，系统阻力较小，机械泵驱动气体比驱动液体所需要的驱动力减小，导致机械泵输入电流大大减小。

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新型微热管传热性能的实验研究[J]. 唐琼辉,徐进良,李银惠,刘小龙.  热能动力工程. 2006(04)
[2]电子设备热分析/热设计/热测试技术初步研究[J]. 于慈远,于湘珍,杨为民.  微电子学. 2000(05)

博士论文
[1]航天机械泵驱动两相流冷却环路循环特性的研究[D]. 刘杰.上海交通大学 2008

硕士论文
[1]不等宽微槽道平板热管的研制[D]. 唐吉仁.大连理工大学 2010



本文编号：3369706