超轻多孔泡沫金属平板热管的传热性能研究

以水、乙醇和丙酮为工质,以超轻多孔泡沫金属为毛细吸液芯构造了新型的平板热管,并对其传热性能进行了实验研究。研究了填充工质、充液比、热管放置角度及加热功率等因素对平板热管传热性能的影响。结果表明以超轻多孔泡沫金属为毛细吸液芯可以显著强化平板热管的传热能力,具有优异的均温性能,扩展了平板热管承载高热流密度的能力,可达200W/cm2以上,并减小了平板热管的热阻,热阻最小可达0.09℃/W。在3种工质中,水为最佳工质选择,且当充液比为30%时具有较好的换热效果。     

脉动热管传热性能实验研究

建立了铜管脉动热管实验台,分析水冷条件下充液率、工质、倾斜角和是否为闭环路等因素对脉动热管传热性能的影响。研究结果表明：随着充液率的增加,整体热阻变大,原因是管内的工作流体增加,流动摩擦阻力增大,气泡的份额减小,脉动驱动力减小,加热段冷却段的温差增大;选用蒸馏水、无水乙醇以及丙酮为工质时,丙酮在脉动热管中更容易形成循环流动而使得传热性能增强,热阻最低;不同倾斜角的实验中,垂直底加热时脉动热管热阻最低,表明重力在工质回流到冷却段起到重要的作用;环路型脉动热管传热性能在相同条件下要比非闭合回路脉动热管传热性能好。     

烧结金属毡吸液芯平板热管传热特性试验研究

提出了一种使用烧结金属毡作为吸液芯的新型平板热管。搭建了该平板热管传热特性的测试系统,通过试验分析了该平板热管的启动性能、均温性能,以及热负荷、工作倾角等对该平板热管传热特性的影响。结果表明,该平板热管具有很强的散热能力,其当量导热系数可以达到壳体材料导热系数的11.2倍,且具有良好的均温特性。     

新型平板热管的传热性能研究

为了提高普通蒸汽腔平板热管的机械强度和传热性能，提出了一种热端与冷端之间设有液态工质回流柱的新型平板热管，并对以该种平板热管为热扩散基板的集成模块的传热性能进行了实验研究。研究结果表明，在热耗散功率较大时，平板热管基板模块的结壳热阻、管芯至基板间热阻均比纯铜基板模块小，而且其结壳热阻分别比同厚度和同重量的纯铜基板模块的结壳热阻小30％和40％。该结果说明新型平板热管比纯铜基板具有更好的热扩散性能，适合于大功率模块设计     

平板热管微槽道传热面上纳米流体沸腾换热特性

针对高热流密度负荷下大功率电力电子设备散热冷却，该文以带有微槽道强化传热面的小型重力型平板热管蒸发器为研究对象，以水-氧化铜纳米颗粒组成的纳米流体为工质，在不同运行压力和不同纳米流体浓度下对平板热管蒸发器的沸腾换热特性以及临界热通量(CHF)进行了实验研究。结果表明：压力对平板热管蒸发器的沸腾换热特性和CHF有强烈影响，沸腾换热系数和CHF随压力降低而大幅度增加。纳米流体浓度对沸腾换热系数和CHF也有重要影响，在低浓度时，沸腾换热系数和CHF随浓度增加而缓慢增加。但是在浓度超过1.0%时，浓度对CHF 的影响基本消失，换热特性反而恶化。研究证明，以水-氧化铜纳米颗粒组成的纳米流体可以明显地强化重力型热管蒸发器换热 特性。     

一种新型组合式热管吸液芯性能的研究

为了使热管内的吸液芯同时具有高毛细抽力、低流动阻力及强化传热的特点,文中开发了一种三角沟槽和金属纤维毡相结合的组合式热管吸液芯;针对此结构的吸液芯从毛细抽力、流动阻力和传热特性3个方面进行了理论分析、数值模拟和试验研究,并与三角沟槽吸液芯的特点进行了分析比较。结果表明,此新型组合式吸液芯具有较高的毛细抽力,约为槽高和槽深均为0．8mm的三角沟槽吸液芯的6倍;因为较沟槽吸液芯增加了金属纤维毡,使得流动阻力增大,但同时由于增加了沸腾传热的有效汽化核心,使得热管的传热量和所承受的最大热流密度都得到提高。     

新型组合式吸液芯高温热管传热性能试验研究

设计了1种新型组合式热管吸液芯,并搭建了热管性能测试系统,以研究工作倾角及输入交变热流对该型吸液芯高温热管传热性能的影响.结果表明,与普通三角沟槽吸液芯的高温热管相比,组合式吸液芯高温热管可在0°、25°和45°的倾角下正常工作,其管壁温度的均温性较好,当量导热系数随输入交变热流的增加而增加较大,而三角沟槽由于无法提供足够的毛细抽力,限制了高温热管在大倾角工作条件下的传热性能.     

新型组合式吸液芯高温热管传热性能试验研究

设计了1种新型组合式热管吸液芯,并搭建了热管性能测试系统,以研究工作倾角及输入交变热流对该型吸液芯高温热管传热性能的影响。结果表明,与普通三角沟槽吸液芯的高温热管相比,组合式吸液芯高温热管可在0°、25°和45°的倾角下正常工作,其管壁温度的均温性较好,当量导热系数随输入交变热流的增加而增加较大,而三角沟槽由于无法提供足够的毛细抽力,限制了高温热管在大倾角工作条件下的传热性能。     

乙醇与水振荡热管传热特性实验研究

通过实验研究了加热功率变化时,铜-水和铜-乙醇振荡热管的传热性能及其壁温波动特征。结果表明:正常工作时,水热管均温性优于乙醇热管,传热热阻较乙醇热管小;低加热功率下,随加热功率增加,水热管壁温波动形式存在明显的转变,而乙醇热管无类似现象;高加热功率下,水热管热阻不断增大,而乙醇热管内局部出现工质过热现象,但依然能保持稳定的传热性能;温度波动振幅及频率大、波动稳定且均匀的热管传热性能较好。     

泡沫金属作为毛细层的风冷型平板环路热管传热性能研究

该文研究了以水为工质及最终热沉采用风冷的平板型环路热管,其蒸发腔采用凹槽微结构并叠加压缩铜泡沫。实验研究加热功率、热管倾斜角度及充液比对环路热管热性能的影响,获得了环路热管各部件的温度分布及不同运行条件下的热性能数据。结果表明:当充液比为50%及倾斜角度为270时,环路热管的热性能最佳。当加热功率为110 W时,环路热管蒸发受热面最高温度可控制在85℃以下,能满足大功率发光二极管(light emitting diode,LED)等电子设备冷却的需要。     

环路热管复合毛细芯的孔结构优化与性能研究

采用不同粒度的造孔剂制备了孔隙特性优化布置的环路热管双层复合结构毛细芯。研究了复合结构毛细芯的导热系数及其整体毛细抽吸性能。实验结果表明:孔隙率相同的情况下,毛细芯的导热系数随着平均孔径的降低及孔径分布的集中而降低。通过控制复合结构毛细芯内外层的孔隙特性可调节毛细芯的整体导热系数分布。双层复合结构毛细芯的整体毛细抽吸性能介于相应单层毛细芯的抽吸性能之间,其整体毛细抽吸性能主要取决于内层的孔隙特性。考虑到复合毛细芯的导热系数布置、整体毛细抽吸性能和气体渗透率等因素,采用内层小孔径而外层孔径较大的复合毛细芯结构可实现环路热管毛细芯整体性能的优化。     

DBC Technology for Extremely Thin Flat Heat Pipes

This paper presents the concept and experimental demonstration of flat copper heat pipe (HP) embedded in extremely thin 3-D packaging substrates. Since conventional machining for this application is very complicated and expensive, the direct bonded copper (DBC) technology proved to be interesting for mass production. The experimental results demonstrated that the DBC HP is an excellent solution to enhance the heat transfer within the 3-D packaging.     

上游斜坡对气膜孔换热特性影响的数值研究

为了获得气膜孔上游放置斜坡对气膜孔换热特性的影响规律,采用数值模拟方法研究了斜坡的台阶高度分别为0.3D,0.5D和0.75D(D为气膜孔直径)时在不同吹风比下的流动过程和换热特性分布情况,并与常规气膜孔冷却结构形式进行了对比。研究表明：在气膜孔上游设置斜坡,延缓了主流通过反向涡对对冷却气流的掺混作用,反向涡对强度减弱,冷却气流出流后的贴壁效果更好,提高了气膜孔出口下游的冷却效率和换热系数,并且随着斜坡高度的增高,效果更为显著。吹风比M=1.0时,斜坡对气膜孔出口下游换热系数的改善作用更强。     

扁平管蛇形翅片空气流动传热数值模拟

针对空冷凝汽器翅片的流动和传热问题,利用Fluent软件模拟扁平管蛇形翅片表面的空气流动传热过程,采用标准κ-ε模型和速度-压力耦合的Simple算法,得到翅片表面温度、传热量以及进、出口压力等数据,从而得出了管外空气平均对流传热系数、流动损失、无量纲表面传热系数j、阻力系数f及j/f随不同翅片高度的变化规律,综合评价...     

多芯片用热管散热器的数值分析和实验研究

根据芯片的高散热要求,设计了一种带有热管和不同翅片参数的散热器.采用数值模拟的方法分析了散热器翅片参数、热管数量和布局等参数对散热性能的影响,以确定最优设计方案,并对热管散热器的热性能进行了实验测试.测试结果表明,设计的热管散热器能满足使用要求,解决了芯片的散热问题.     

采用双层金属管道敷设热网的前景

针对热网运行中管道严重锈蚀的问题,通过在热网工作条件下,试验比较不锈钢05X14C2、05X14C2b和3#碳素钢的锈蚀,证明采用碳素钢包覆1层05X14C2或05X14C2b号不锈钢制成的热网管道具有较高的耐锈蚀性,并且可以显著延长热网管道的使用寿命。     

间断波纹翅片扁平管流动与换热的数值研究

为进一步提高空冷凝汽器的效率,优化扁平管翅片的物理结构,建立了间断波纹翅片扁平管换热器通道的三维物理数学模型,利用FLUENT软件进行数值计算。通过对对流换热系数、流动损失的对比分析,结果表明,间断波纹翅片扁平管在流动损失方面比蛇形翅片扁平管有很大的优势,为直接空冷凝汽器的设计和优化改造提供了依据。     

零切角曲面微热管传热性能的实验研究

提出一种新型的平板式零切角曲面微热管结构,并对其性能进行了详细的实验研究。研究了充液比、倾角和工质对微热管有效导热系数的影响。结果表明,甲醇在25％充液比时效果最好;丙酮较低功率时充液比20％的热性能较好, 较高功率时25％的充液比较好。倾角对传热性能有一定的影响。以甲醇为工质的微热管性能优于丙酮为工质时的性能。此外实验研究过程中还发现了微热管的温度脉动现象,并进行了理论分析。