微型平板热管技术研究综述

微型平板热管是解决高热流密度电子器件散热的主要途径之一。凭借优越的导热性能和恒温特性,微型平板热管已成为热管技术的重要发展方向和研究热点。近年来国内外对于微型热管的研究日益深入,提出了多种新型微槽道结构。文中主要综述了微型平板热管的研究趋势,有关微槽结构改进、加工制作、管内传热传质行为的数值模拟和实验观测等方面的研究进展以及新型微热管的研制与应用情况。     

一种应用于大功率设备的热管散热器改良方法

热管是一种具有极高导热性能的传热元件,它通过在全封闭真空管内工质的气液相变来传递热量,然而伴随着电子元件的大功率化,热管散热器已经不能满足当今的散热要求。现介绍一种应用于城市轻轨牵引变流器的冷却单元,其利用了平板微热管阵列的特性,并对散热效果加以改良。改变肋高、肋片倾斜角度,利用模拟软件ICEPAK对改良方法进行模拟,最终结果表明,利用平板微热管阵列作为散热肋片并加以优化,符合大功率设备散热要求。     

振荡热管研究进展及展望

介绍了目前空冷强迫对流解决微小空间高热流密度散热方案中一种极具前途的传热元件一振荡热管的原理、结构和特点,概括分析了国内外的理论研究和实验研究情况,同时列举了振荡热管在电子散热领域的一些实际应用,并在分析有关文献的基础上为进一步的研究做了展望。     

微沟槽热管充液旋压成形实验研究

对微沟槽热管充液旋压成形工艺进行了研究,通过试验对影响充液旋压成形加工的三种关键性因素进行了研究与分析.结果表明,在影响充液旋压加工沟槽式热管的三种因素中,旋压当量直径和刀具与滚珠间相对位置主要影响热管内微沟槽形状和尺寸大小,如槽深、槽宽和深宽比;刀具与滚珠间相对位置和拉伸速度影响充液旋压加工过程中铜管是否被拉断;拉伸速度对热管表面粗糙度影响很大.     

加速度环境下平板热管的散热性能稳定性研究

平板热管作为一种相变传热的新结构形式,因其具有良好的传热性能,逐渐在电子设备散热结构中普及。文中主要从平板热管的结构形式出发,设计一套加速度测试试验台,针对加速度环境下平板热管的散热性能稳定性进行研究,从而进一步探寻平板热管在某些恶劣环境下使用的可行性。     

热管技术及其在机床上的应用

热管是一种新型的高效传热元件。本文论述了热管在降低热源温升、均衡温度场和减小机床热变形等方面的应用，讨论了热管设计和制造中的几个主要问题。     

热管换热器用于LED冷却系统的试验研究

研发了一种将大功率发光二极管(LED)散热和热管传热相结合的用于大功率LED冷却的热管散热器,并对设计出的热管散热器的传热性能进行了试验研究。结果表明,该热管散热器具有良好的散热能力,在输入功率为50W的情况下能控制节点温度在70℃以下,而且热管换热器的散热能力和工作倾角有密切关系,倾角越小,散热能力越好,垂直使用时散热能力最差,最后从理论上加以分析。     

甲醇/丙酮振荡热管的传热性能研究

作为高效传热元件,振荡热管在解决微小空间但热通量较高的电子器件散热方面具有独特的优势,其工质的选取对振荡热管的传热性能具有重要影响。采用甲醇、丙酮纯工质及两者不同配比(7︰1,4︰1,1︰4,1︰7)的混合工质,对不同充液率(45%,62%,70%)和加热功率(10~100 W)工况时的热阻特性进行试验,分析甲醇、丙酮工质的物性及其相互作用特性对振荡热管传热性能的影响,得到甲醇/丙酮二元混合工质振荡热管的传热特性。结果表明:小充液率时,振荡热管蒸发段均出现明显的烧干现象,混合工质振荡热管烧干时热阻较纯工质小,即在50 W时,甲醇、丙酮纯工质振荡热管热阻分别为1.509℃/W、1.484℃/W,而甲醇/丙酮1︰7时振荡热管热阻为0.88℃/W,其他配比时热阻在纯工质及混合工质配比1︰7之间,特别是在丙酮中加入少量甲醇(比如甲醇/丙酮1︰7)能有效地改善振荡热管的烧干情况;大充液率下,混合工质振荡热管热阻随着加热功率的增大变得较为平缓且相互之间相差不是不大,传热性能普遍较好。     

一种用于高热功率密闭计算机散热的环路热管系统

工作在潮湿、粉尘、腐蚀等恶劣环境下的电子设备需要密封,当机箱内部元器件的总发热功率过高时急需一套有效的散热系统来保证该电子设备安全稳定地工作.文中设计了一种环路热管系统.该环路热管系统的蒸发段位于密闭机箱内部,通过工质的相变源源不断地将元器件的热量传递到位于机箱外侧的冷凝段中.若PCB上电子元器件的结温低于其上限值,则该环路热管散热系统满足要求.理论计算和数值计算表明,该环路热管散热系统能够很好地保证高热功率密闭计算机安全稳定工作.     

异型管在热管换热器中传热数值模拟研究

针对热管换热器中热管具有高效传热特性,在诸多领域有着极其重要的应用。应用fluent计算软件对三种不同形状的热管的传热性能进行研究,并研究三角形热管与四边形热管混排的传热性,并比较它们之间的传热效果。分析得出:圆形热管的传热系数从前排到后排近似符合抛物线分布;三角形热管的热管系数从前排到后排维持高的传热系数不变,在此热管换热器中三角形热管的综合传热性能最好,能起到强化传热的效果;正方形热管和正方形与三角形热管从前排到后排传热系数近似符合指数分布。     

环路型脉动热管启动特性的试验研究

建立了部分可视化的环路型铜管-乙醇脉动热管试验台,通过合适的管路布置实现不同的环路数目,试验通过动态数据采集和对管内流型的观察,研究了不同环路数目、充液率、倾斜角度和加热量情况下无重力和逆重力运行的启动特性以及环路数目对传热性能的影响.结果表明:当脉动热管运行时,在相同加热功率下,热阻随着环路数目的增加而减小,在相同环路数目下,热阻随着加热功率的增加而减小;超过一定环路数目并且加热段有适量的工质和足够大的加热功率下,其可以无重力启动运行,但本装置还没有实现逆重力启动运行.     

非等高翅片平板热管散热器仿真研究与优化设计

为提高热管散热器的散热效率,文中对平板热管散热器的散热翅片进行优化,提出一种在风冷条件下的非等长翅片散热器。首先通过研究环境温度、热源功率、风速对芯片温度的影响,当风速大于8 m/s时,通过增大风速对芯片的降温作用并不显著。然后通过对比等长翅片与非等长翅片的散热效率,提出非等长翅片中最长翅片与最短翅片差p的概念,p值分别取8.5 mm、17.0 mm、25.5 mm、34.0 mm进行仿真对比研究。当热源功率为600～1000 W,平板热管散热器翅片长度差在25 mm左右,散热效率最高;当热源功率为200～400 W,平板热管散热器翅片长度差在8.5 mm左右时,散热效率最高。结果表明,非等长翅片热管散热器优于等长翅片热管散热器的散热效率。     

通信机柜抽屉隔板式热管换热装置的试验研究

通信机柜的发热量随着其通信芯片集成度的增大而不断增大,为降低这一问题的对通信机柜运行的影响,本实验研制出一种新型通信机柜抽屉隔板式热管换热装置,以铝制发热板模拟机柜发热,利用平板热管导出热量,并以风扇及散热风道辅助散热。其性能试验研究结果表明:在室内空气温度24℃左右、热板温度40℃～95℃的测试条件下,单根热管和整个散热装置(9根热管)的散热量分别可达0.17kJ/min和6.6 kJ/min;能源利用效率COP(Coefficient of Performance)值分别可达0.16和6.45,该装置利用导热性能极高的热管为高发热通信机柜的散热提供了一种行之有效的方法。     

平板热管沟槽吸液芯结构刻蚀制造研究进展

平板热管因传热面积大、性能高、几何形状自适应性强等优点,在高热流密度电子器件散热领域得到广泛应用。电子器件的高性能、集成化、小型化发展促使平板热管趋向于超薄化,结构稳定、质量轻、尺寸小的沟槽吸液芯结构平板热管成为解决电子芯片在有限空间内散热难题的首选方案。传统的沟槽加工工艺成本较高、沟槽加工尺寸受限,而刻蚀技术具有加工效率高、可加工结构尺寸范围广等优势,逐渐成为平板热管沟槽吸液芯结构的主要加工方法。详细介绍平板热管的类型和应用,以及不同刻蚀加工工艺的特点,重点综述目前国内外关于平板热管沟槽吸液芯结构刻蚀制造的研究进展,分析讨论沟槽吸液芯结构在刻蚀制造过程中存在的问题,并进行科学预测与展望。     

热管及其在机床上的应用

随着机床加工精度、生产效率和自动化程度的提高,使人们对机床运行时的热稳定性越来越予以重视。为此在机床设计上采用热对称结构,以及对局部热源采取各种散热措施来减小热变形,提高机床的热稳定性。 热管是一种新型高效导热元件,目前已在传热工程技术领域中受到广泛的重视。早期的热管应用主要是在空间技术方面,随着热管技术的发展,热管在地面上的应用日益受到重视。如用于电子设备及电子器件的冷却,电机和其它转动机械的冷却,铸模的均温及冷却,此外,在等温炉、等温黑体及利用热管组成换热器用于余热回收方面,均得到实际应用。 一、热管的…     

微电子芯片高热流密度相变冷却技术

介绍了微电子芯片高热流密度相变冷却技术,包括热管、热虹吸、环路热管、毛细泵吸环路,分析了各自的优缺点,提出LHP和CPL技术是唯一能替代热管技术的先进相变冷却技术,将是今后微电子芯片高热流密度冷却的主要方向.     

单环路脉动热管工质数值模拟

根据单环路脉动热管的结构特点及传热特性,建立了考虑热管内气液两相流动、传热传质和相变的数理模型。选取乙醇和纯水为工质,采用Vof方法对脉动热管进行数值模拟,研究了热管运行过程的气液相变。结果显示,脉动热管性能与气化潜热有关,工质气化潜热低的脉动热管更容易启动。     

翅片热板散热器的设计

针对功率电子元器件散热的需要,设计一种新型功率电子元器件新型散热器一翅片式平板热管散热器,并通过强度较核了设计的合理性,通过实验检验了设计的可靠性.     

一种大功率LED模组的热管理设计

由于大功率LED模组在工作时会产生大量热量并导致LED结温上升,对LED模组寿命产生严重影响,大功率LED模组的热管理问题成为了行业的研究重点。通过对封装和热管技术研究,提出了COB与热管技术结合的热管理设计。通过研究发现,该热管理设计能有效提高散热效率,满足了大功率LED模组散热要求。     

定壁温闭式环路型自激振荡热管传热性能的实验研究

通过理论分析得出工质R134a在0℃～100℃温区范围内相对于工质水、R123、乙醇可能具有更佳的蒸发和冷凝特性.实验研究了两种不同管径闭式环路型振荡热管在不同工况下的传热性能.结果表明:两组管径的当量有效热导率和输热量在稳态时具有同相非周期性变化趋势.对小管径装置来说,当量有效热导率随充灌率的变化趋势与工作温区有关.对大管径装置来说,近工况下当量有效热导率要比小管径低很多,但仍为纯铜管的一百多倍.实验证实R134a具有良好热传导性能,有望在微通道闭式自激振荡热管中使用.