【摘 要】
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电子元器件的热损耗随着芯片集成度的提高而不断增大,其当量热流密度也随之显著增加,传统的散热冷却方案已无法满足日益苛刻的散热要求,不断开发新型的散热冷却装置应用于电
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电子元器件的热损耗随着芯片集成度的提高而不断增大,其当量热流密度也随之显著增加,传统的散热冷却方案已无法满足日益苛刻的散热要求,不断开发新型的散热冷却装置应用于电子元器件的散热已成为业界的发展趋势。在此背景下,本文提出一种针对离散式、高功率电子元器件及其系统的散热冷却方案,旨在为分布式高功率电子元器件的散热研究提供一种新的热设计思路和措施。本文以工程实践中高热流密度、离散分布式热源、发热功率随时间变化的高功率芯片散热问题为背景,设计出有别于常规蒸汽压缩式制冷系统的泵辅助两相相变散热实验系统,以解决高功率电子元器件及系统的散热和冷却问题。该散热冷却系统是以高温制冷剂R114为工质,充分利用微小通道内的两相相变传热的特点与优势,在不同质量流率、不同热流密度等条件下,对不同结构形式的微通道内流动沸腾传热进行了实验研究和分析,具体包含了以下几方面内容:1.针对工程实践中高功率电子元器件散热冷却的实际需求,设计、搭建了泵辅助两相流动散热系统,并完成了该系统的调试工作。2.在泵辅助两相散热实验系统的基础上,在环境温度为9.2℃~19.4℃、质量流量为0.0058kg/s~0.0169kg/s、热流密度为42.64 Kw/m2~57.5 Kw/m2等条件下,对高温制冷剂R114在高宽比分别为4:1、2.5:1和2:1的三种矩形微小通道内的流动沸腾传热过程进行了实验研究,获得了不同条件下的沸腾换热系数,并分析了三种不同高宽比微通道内流动沸腾换热性能的差异。3.将不同工况条件下的实验数据与文献中微小通道内两相沸腾换热系数的经验关系式进行了对比分析,为该种高温制冷剂R114在微小通道内流动沸腾传热的设计和计算提供参考数据。
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