本文選題：兩相散熱系統(tǒng) + 矩形槽道　； 參考：《重慶大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：隨著電子元器件及高功率芯片大規(guī)模集成化的發(fā)展,元器件上的熱損耗得到進一步增大,導(dǎo)致其當(dāng)量熱流密度得到顯著增加,使其采用傳統(tǒng)的風(fēng)冷或水冷散熱方案已經(jīng)不能滿足其散熱要求,探尋一種新型的散熱解決方案已成為功率電子元器件熱管理解決方案的發(fā)展趨勢。本文針對工程實踐中高熱流密度離散熱源熱管理解決方案的特點及現(xiàn)實需求,提出了采用小槽道內(nèi)相變換熱的散熱解決方案,設(shè)計并搭建了泵輔助相變換熱系統(tǒng),采用循環(huán)泵來驅(qū)動高溫制冷劑R114來解決離散式、高功率電子元器件的散熱問題。本文介紹了兩相散熱實驗系統(tǒng)相對于常規(guī)蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)所具有的優(yōu)勢,并詳細地描述了該實驗系統(tǒng)的工作原理,即:在儲液罐中具有一定過冷度的制冷劑R114,在定容積齒輪泵的驅(qū)動下,進入蒸發(fā)器對電子元器件進行冷卻,使得部分制冷劑發(fā)生相變,成為具有一定干度的汽液兩相混合物,并在壓差的驅(qū)動下進入冷凝器進行冷卻,使其冷凝成為具有一定過冷度的制冷劑液體,重新流回制冷劑儲液罐,從而完成兩相散熱系統(tǒng)的一次循環(huán)。在此基礎(chǔ)上,本文設(shè)計并選購組成兩相散熱實驗系統(tǒng)所需的齒輪泵、蒸發(fā)器和冷凝器三大部件,并詳細地討論了其選型的限制條件和參考因素。齒輪泵選取流量均勻、恒定,沒有脈動現(xiàn)象的磁力驅(qū)動齒輪泵;冷凝器選用臥式管殼式水冷冷凝器;蒸發(fā)器以鋁合金為材料采用微銑切割方式,設(shè)計并加工出26條1mm×3mm的矩形槽道群。通過對該兩相散熱系統(tǒng)的實驗研究和分析,可得出如下結(jié)論:①在阻力特性方面,在單相流動時,矩形槽道的摩擦阻力和雷諾數(shù)間近似呈線性關(guān)系,摩擦阻力隨著雷諾數(shù)的增大而增大;兩相流動時,在體積流量為28L/h條件下,流體工質(zhì)在槽道內(nèi)的兩相壓降隨著加熱功率的增大而增大。②在換熱特性方面,單相流時在體積流量為80L/h條件下,局部換熱系數(shù)隨電加熱片功率的增加基本保持不變;在體積流量為28L/h的兩相流動條件下,電加熱片區(qū)域的局部傳熱系數(shù)隨電加熱片功率的增大而增大。
[Abstract]:With the development of large scale integration of electronic components and high power chips, the thermal loss on components is further increased, resulting in a significant increase in the equivalent heat flux. The traditional air-cooled or water-cooled heat dissipation schemes can not meet the requirements of heat dissipation. Therefore, it has become a trend to explore a new heat dissipation solution for thermal management of power electronic components. In view of the characteristics and practical requirements of high heat flux discrete heat source heat management solution in engineering practice, this paper proposes a heat dissipation solution using phase change heat transfer in a small channel, and designs and builds a pump assisted phase change heat transfer system. The circulating pump is used to drive the high temperature refrigerant R114 to solve the heat dissipation problem of discrete and high power electronic components. This paper introduces the advantages of the two-phase heat dissipation experimental system compared with the conventional steam compression refrigeration system, and describes the working principle of the experimental system in detail. That is, refrigerant R114with a certain degree of undercooling in a liquid storage tank, driven by a constant volume gear pump, enters the evaporator to cool the electronic components, causing some refrigerants to undergo phase transition and become a vapor-liquid two-phase mixture with a certain degree of dryness. The condenser is driven by differential pressure to be cooled into a refrigerant liquid with a certain degree of undercooling and reflow back to the refrigerant storage tank to complete the first cycle of the two-phase heat dissipation system. On this basis, three parts of gear pump, evaporator and condenser are designed and purchased to form a two-phase heat dissipation experimental system. The limiting conditions and reference factors of their selection are discussed in detail. The gear pump selects the magnetic drive gear pump with uniform flow rate, constant flow rate and no pulsation phenomenon; the condenser adopts horizontal tube and shell type water cooled condenser; the evaporator uses aluminum alloy as the material for micromilling and cutting, 26 rectangular grooves of 1mm 脳 3mm are designed and machined. Through the experimental study and analysis of the two-phase heat dissipation system, it can be concluded that the friction resistance of the rectangular channel is approximately linear to the Reynolds number in the case of single-phase flow. The friction resistance increases with the increase of Reynolds number, and when the volume flow rate is 28L/h, the two-phase pressure drop of the fluid in the channel increases with the increase of heating power, and the heat transfer characteristic increases with the increase of heating power, and when the volume flow rate is 28L/h, the two-phase pressure drop of the fluid in the channel increases with the increase of heating power. When the volume flow rate is 80L/h, the local heat transfer coefficient remains basically unchanged with the increase of the power of the electric heating plate, and when the volume flow rate is 28L/h, the local heat transfer coefficient remains unchanged. The local heat transfer coefficient increases with the increase of electric heating power.
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN602

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本文編號：1970395