用于电子设备的平板热管散热器设计与性能研究

发布时间：2017-08-03 01:08

  本文关键词：用于电子设备的平板热管散热器设计与性能研究

  更多相关文章： 平板热管 电子元件 吸液芯 充液比 均温性

【摘要】：随着电子设备的发展,电子器件的散热问题成为限制其发展的瓶颈,传统的散热方式已不能满足现在日益苛刻的散热要求。而平板热管有很高的传热性能、良好的均温性等优点,成为解决电子设备散热问题最有前景的技术之一。平板热管采用相变换热,较其它换热方式有着很大的优越性,并且均温性较好可用于对温差要求严格的高精尖设备,因此对平板热管散热器的研究具有重要意义。本文对平板热管散热器进行了理论和实验研究,主要工作如下:首先查阅文献了解平板热管的工作方式及其散热优势,了解国内外对平板热管的研究现状。然后制定技术方案,通过预备实验确定平板热管选用纱布作为吸液芯材料,确定实验系统方案。接着搭建试验台,制作平板热管。之后进行实验,实验参数包括:充液率0%、20%、40%、60%、80%,热流密度4 23.397?10 W/m、4 24.529?10 W/m、4 25.662?10 W/m、4 26.794?10 W/m、4 27.926?10 W/m、4 29.059?10 W/m。实验测量平板热管启动后平板热管反重力运行时的表面温度分布和模拟热源温度,并就其温度分布对平板热管的性能影响进行分析研究。分析平板热管温度分布得知,热流密度和充液率对温度分布都有重要影响。未充液时温度随着热流密度增加成比例增加,充液后随着热流的增加温度增加逐渐变缓。研究发现在本实验的几种充液率下充液20%时平板热管均温性能最好,但是相同热流下充液率对平板热管上下表面温度变化影响不同,随着充液率的变化上表面温度变化较大,而下表面温度变化较小,这是因为下表面相对于上表面而更容易获得工质进行换热。分析热源温度知,在最高充液率80%时模拟热源温度比其他充液率时低,即充液率较大时,对热源的散热效果较好。分析平板热管热阻得知,随着热流密度逐渐增加,热阻从0.371K/W逐渐降到0.092K/W,即热管散热性能随着热流密度的增加在逐渐提高;不同充液率下热阻比较得知充液20%时取得最小平均热阻0.182K/W。通过实验研究发现在充液20%情况下取得最佳均温性能,在最高热流密度64W时最大温差在16.6℃,最高温度在80℃以下,明显优于未注液时最大温差29.9℃的散热效果,为平管热板散热器应用在电子元件上提供了依据。
【关键词】：平板热管 电子元件 吸液芯 充液比 均温性
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK172.4
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 符号说明8-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 课题背景及必要性9
• 1.2 热管技术研究与发展现状9-11
• 1.3 平板热管简介11-14
• 1.3.1 平板热管的工作原理11-12
• 1.3.2 平板热管的结构12
• 1.3.3 平板热管的特点12-13
• 1.3.4 平板热管发展现状13-14
• 1.4 课题研究内容14-15
• 2 实验测试系统与实验件的设计15-23
• 2.1 实验目的及要求15
• 2.2 实验系统设计15-19
• 2.2.1 模拟加热系统17-18
• 2.2.2 测温系统18-19
• 2.2.3 数据采集系统19
• 2.3 预备实验19-21
• 2.3.1 实验准备19
• 2.3.2 吸液芯的设计选择19-21
• 2.4 实验误差与不确定度分析21-22
• 2.5 本章小结22-23
• 3 平板热管性能实验研究23-31
• 3.1 实验用平板热管的设计制作23-24
• 3.1.1 壳体的设计加工制作23-24
• 3.1.2 吸液芯的设计加工制作24
• 3.2 壳体的清洗24-25
• 3.3 平板热管保真空设计25
• 3.4 平板热管抽真空，，充工质25-26
• 3.5 温度采集系统设计26-29
• 3.5.1 热电偶的拟合26-28
• 3.5.2 测点布置设计28-29
• 3.6 实验方法和步骤29-30
• 3.7 本章小结30-31
• 4 平板热管工作性能分析31-59
• 4.1 热源温度分析31-33
• 4.2 各充液率情况比较分析33-34
• 4.3 各热流情况比较分析34-41
• 4.4 上表面水平方向温度变化分析41-43
• 4.5 下表面水平方向温度变化分析43-45
• 4.6 上表面竖直方向温度变化分析45-48
• 4.7 下表面竖直方向温度变化分析48-51
• 4.8 均温性分析51-53
• 4.9 热阻分析53
• 4.10 倾角对温度分布影响53-57
• 4.11 本章小结57-59
• 5 总结与展望59-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-65
• 附录65-71
• 参与的科研项目与成果65
• 实验数据65-71

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本文编号：611985