自湿润流体流动传热机理及高效振荡热管特性研究

发布时间：2022-09-21 18:38

　　随着微电子领域的高速发展,电子元件的热管理已成为一个亟需解决的重要问题。热管技术因其高效换热能力成为解决电子散热问题的有效途径。通过探求不同工质对热管热输送性能的影响,找出性能优越的工质是最为直接有效的办法之一。而自湿润流体作为一种新型工质,因具有自发润湿高温烧干区域的特性,能有效延缓烧干现象,起到强化相变传热的效果而引起广泛关注。目前对自湿润流体流动沸腾传热机理的研究还属于起步阶段,大部分的研究属于对自湿润流体强化传热现象的研究分析,然而考虑到影响自湿润流体传热机理因素的复杂性,有必要对自湿润流体的流动与传热机理进行深入研究。对此本论文将从自湿润流体的制备入手,选定长碳链的醇水溶液作为研究对象。通过热物性研究发现,醇水自湿润流体的表面张力与温度的关系表现出其独特的相关性。受到表面张力梯度的影响,引起Marangoni对流效应,使自湿润流体在加热过程中能够自发地润湿高温端,起到强化传热,提高烧干极限的作用。随着溶液中庚醇组分的浓度增加,溶液的静态接触角逐渐变小,表明溶液的润湿性越好。通过杨氏方程对其动态接触角进行分析可知,自湿润流体作为工质时,在微铜管中所受的毛细阻力只有纯水的22%-... 

【文章页数】：112 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号表
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外相关研究现状
        1.2.1 自湿润流体制备
        1.2.2 自湿润流体沸腾特性
        1.2.3 自湿润流体传热机理
        1.2.4 自湿润流体热管
    1.3 本课题的研究内容与意义
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 研究方法和技术路线
        1.3.3 本课题研究的目的和意义
第二章 自湿润流体的制备及热物性分析
    2.1 前言
    2.2 自湿润流体制备
    2.3 热物性测试
        2.3.1 自湿润流体表面张力分析
        2.3.2 自湿润流体导热系数分析
        2.3.3 自湿润流体接触角分析
    2.4 本章小结
第三章 自湿润流体的沸腾实验研究
    3.1 前言
    3.2 实验
    3.3 自湿润流体池沸腾的临界热流密度值
        3.3.1 不同浓度的影响
        3.3.2 不同过冷度的影响
    3.4 自湿润流体池沸腾的沸腾特性
        3.4.1 气泡合并现象
        3.4.2 气泡尺寸
        3.4.3 微气泡沸腾
    3.5 本章小结
第四章 自湿润流体热管的热输送性能实验研究
    4.1 前言
    4.2 自湿润流体传统热管
        4.2.1 实验
        4.2.2 温度曲线分布
        4.2.3 温差与热阻分析
    4.3 自湿润流体振荡流热管
        4.3.1 实验
        4.3.2 振荡流热管的工况判定
        4.3.3 不同管内径的影响
        4.3.4 不同热输送长度的影响
        4.3.5 热输送性能对比
    4.4 本章小结
第五章 自湿润流体强化传热的理论分析
    5.1 前言
    5.2 气泡脱离直径的预测模型
    5.3 池沸腾临界热流密度的预测模型
    5.4 流动不稳定性分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 主要结论
    6.2 课题创新点
    6.3 课题展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件


【参考文献】：
博士论文
[1]半导体激光器组件的传热特性与热电控制技术研究[D]. 杨明伟.哈尔滨工业大学 2006
[2]高密度电子封装可靠性研究[D]. 彩霞.中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所） 2002

硕士论文
[1]新型纳米界面散热材料的可靠性研究[D]. 张磊.上海大学 2012



本文编号：3680461