论文部分内容阅读
在低温制冷机及其低温系统的研制过程,需要将其低温制冷量有效地传递到被冷却对象,这种传递通常采用固体传导的方式。由于制冷机及其低温系统各部件是各自独立加工制造的,因此,相互之间的连接不可避免地存在界面接触热阻问题。如果低温系统过渡连接件较多,则其接触热阻就成为了影响热传递效率的主要因素。此外,低温部件必须工作在真空环境,固体表面之间的界面热阻的传热机理与大气下存在差异,而低温下较大制冷量的传递对接触热阻的要求更高。因此,对真空环境下的低温固件接触下的热阻的研究,对低温系统的高效率热集成,降低制冷机实际功率提高制冷机系统效率等具有重要意义和实用价值。
本文针对真空环境下低温固体界面接触热阻形成机理及影响因素进行了详细的分析,从表面形貌、形变、接触点导热三个方面对界面热阻进行了理论分析。对螺钉连接时,界面间含导热填料及不含导热填料的整个传热过程的热阻分别进行了分析,得出了整个传热过程的理论计算式。
设计并搭建了接触热阻测量实验台,采用稳态法实验测量了螺钉连接的铜-铜接触热阻,比较了不同的螺钉预紧力矩以及不同的导热填料对接触热阻的影响。为工程设计提供了一批有价值的数据。实验数据表明,界面接触热阻随着螺钉预紧力矩增大成一阶指数衰减,导热填料为铟箔时界面热阻显著的减小,接触热阻最低可以达到2.0×10-5K·m2/W。
实验和理论研究了两固体表面在低温胶粘接下,胶层厚度对接触热阻的影响。实验结果显示胶层厚度越薄,导热性能越好。低温胶与其它导热填料(金属箔、硅脂)相比,不能够强化接触面的换热。