带平板蒸发器的三维脉动热管传热特性及其在LED冷却方面的应用研究

发布时间：2022-01-26 04:18

　　作为高热流密度散热冷却方案中一种很有希望的传热器件,脉动热管具有结构简单、制作成本低廉、传热性能突出和环境适用性强等优点,在微电子器件冷却、余热回收利用、太阳能集热等领域已展现出很好的应用前景。但脉动热管是一种涉及多物理学科的复杂汽液两相流系统,其工作机理至今尚未完全揭示,如何进一步强化脉动热管传热特性和拓宽其应用场景,还有待进一步的研究。本文首次将管式脉动热管和板式脉动热管进行结合,综合两者的优点设计制作了带平板蒸发器的紧凑型三维结构脉动热管,搭建了脉动热管实验测试平台,从使用工质、充液率和放置角度等入手,系统研究了三维脉动热管的启动和传热特性,主要工作和结论如下:（1）在竖直、水平和侧躺三种放置方式下对三维脉动热管进行了实验研究,比较了热管在不同充液率下的启动和传热性能,实验工质为乙醇和去离子水,充液率范围20%⁷0%。实验结果表明,该三维结构的脉动热管具有很好的空间适用性和良好的启动性能,竖直和水平放置下均能有效启动,但水平放置情况下脉动热管的启动时间较竖直放置增长,启动功率和启动温度也更高;启动温度总体上随着充液率的减小而下降。同时,该热管具有优异的传热效... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

热管理技术应用：（a）集成电路，（b）电动汽车和（b）汽车车灯

(b)图 1.2 脉动热管结构示意图（a）和管内工质的汽/液塞分布[5]（b）的研究进展动热管主要可分为管式和板式两种结构形式。管式脉动热管[6-11]，具有结构形式灵活、制作和使用方便等特点；而板式上加工出矩形或三角形等沟槽结构，然后在上部覆盖透明或于直接作为微电子器件冷却用热沉或空间飞行器的散热装置

（a） (b)图 1.3 管式脉动热管（a）和板式脉动热管[4]（b）李孝军等[7]设计制作了带有微槽道的脉动热管，针对不同管径的有无微槽道脉不同情况下的启动和传热特性比较发现，与传统的光管脉动热管相比微槽道脉传热性能显著升高，微槽道脉动热管可以显著降低蒸发段壁面温度和传热热阻等[8]通过实验研究了脉动热管在工质乙醇中分别加热少量丙酮、水、甲醇后的，通过比较不同混合比例和充液率下脉动热管的热阻发现，在乙醇中加入其它的混合工质能提高纯乙醇工质下热管的传热特性。板式脉动热管在一定条件下的启动和传热性能，并可作为散热装置直接应用在微电子器件等电子元件。屈究了梯形截面硅基微型振荡热管的传热性能，通过对不同工质在不同倾斜角度下热管传热特性的研究发现，在一定的通道当量直径下，微型脉动热管可以实荡运行，且具有优良的传热特性。Hu 等[14]构建了平板式脉动热管实验系统并同加热功率、不同充液率、和不同加热方式对热管的启动和传热特性的影响，


本文编号：3609798