非均匀槽道平板热管传热性能实验

• 作 者: 侯跃攀
• 机 构: 重庆大学
• 出 处: 重庆大学
• 发表日期: 2017年期
• 关键词: 热交换器 平板热管 槽道结构 传热性能

随着信息技术的快速发展，电子元件的高频化和微型化趋势对热管理技术提出了更严苛的要求。作为高效传热元件，平板热管以相变传热为基础，其结构简单、成本低廉、导热性和适应性优良，因此在微电子元器件散热领域有广阔的发展前景。随着研究的深入，如何尽可能减小热阻，提高临界热流密度成为优化设计的主要方向。实验设计加工了两种具有非均匀槽道结构的平板热管，并对平板热管启动性能和传热性能展开了实验研究。　　本研究主要内容包括：①实验过程中实时监测了热管压力、温度等响应特性。当热管启动时，腔体内压力突然上升，并伴随波动现象；将热阻 R作为衡量腔体内相变传热强度的指标，随着加热功率的不同，热阻在整个加热过程的响应状态也存在差异。总的来说，加热功率较低时，工质未达到沸腾状态，热量主要通过液体内部导热和表面蒸发作用传递。因此，R上升后即保持稳定状态；在100W~150W范围内，工质被加热一段时间后发生相变， R出现下降，然后趋于稳定；功率过高时(210 W)，腔体内部发生局部烧干，R下降后又出现回升现象，且加热功率越高，回升后的热阻越大。②测试了在60W~350W范围内，功率的变化对热管启动性能、热阻大小、热源温度高低等传热性能的影响。结果表明，功率越大，热管启动所需的时间越短，且充液率相同时，交叉槽道平板热管启动更快；在60W~170W鱼骨形槽道平板热管的传热性能更强；170W~350W范围内，交叉槽道平板热管对应的热源温度更低且防烧干能力和均温性更强。③实验中热管以去离子水为工作液体，测试了充液率在0％~90%时热管的传热性能。加热功率相同时，充液率越高，热管启动所需时间越长。当加热功率不同时，两平板热管的热阻随充液率的大小呈现出两种变化趋势：Q<150W时，两个热管的热阻随充液率出现先减小后增大的趋势；当Q>150W，随充液率的增大，热阻迅速下降并趋于稳定。