近年來電子設(shè)備熱管理要求日益提高,相變熱管因為高效的傳熱效率而被廣泛使用。在相變熱管中,鋁平板熱管傳熱面積更大、成本更低,在熱源面積較大的場合具有更好的適應(yīng)性,但傳統(tǒng)鋁平板熱管厚度較厚,且吸液芯結(jié)構(gòu)主要為擠壓微溝槽,毛細(xì)性能低下。因此本文基于連續(xù)擠壓技術(shù)和相變壓扁工藝提出了一種制備基于多孔吸液芯的超薄鋁平板熱管的新型制造方法——二次成型制造方法,在在制備得到厚度只有1.5mm的超薄鋁平板熱管的同時,為超薄鋁平板熱管引入了多孔吸液芯結(jié)構(gòu),提高了鋁平板熱管的毛細(xì)極限。實驗結(jié)果表明,多孔吸液芯能有效提高超薄鋁平板熱管的傳熱性能和極限傳熱功率。主要研究工作如下:(1)對適用于超薄鋁平板熱管的多孔吸液芯結(jié)構(gòu)的成型機(jī)理進(jìn)行了探索,并采用車削法得到的鋁纖維制備燒結(jié)鋁纖維多孔結(jié)構(gòu),通過編織機(jī)編織和表面腐蝕處理方法制備鋁纖維束編織網(wǎng)多孔結(jié)構(gòu)。另外采用量角法和高速攝像法研究了多孔吸液芯的潤濕性能,并通過紅外熱成像法測試了多孔吸液芯的毛細(xì)上升高度和上升速率,進(jìn)而綜合分析各種多孔吸液芯結(jié)構(gòu)的綜合毛細(xì)性能。(2)通過壓扁試驗法對連續(xù)擠壓預(yù)成型體的結(jié)構(gòu)和吸液芯的引入位置進(jìn)行了研究,并以傳統(tǒng)鋁平板熱管的制造工藝為基礎(chǔ),研究確定了具有多孔吸液芯的超薄鋁平板熱管的制造工藝,同時設(shè)計了相應(yīng)的傳熱性能測試平臺,對超薄鋁平板熱管的啟動性能和穩(wěn)態(tài)性能進(jìn)行實驗測試。(3)通過對比傳統(tǒng)光滑內(nèi)壁的超薄鋁平板熱管與具有多孔吸液芯的超薄鋁平板熱管的傳熱性能,驗證了多孔吸液芯對超薄鋁平板熱管的傳熱性能的強(qiáng)化效果。本文研究了多孔吸液芯超薄鋁平板熱管在水平狀態(tài)下的傳熱性能,并對比分析了多孔吸液芯結(jié)構(gòu)、傾斜角度和冷卻端流速對超薄鋁平板熱管傳熱性能的影響,對結(jié)構(gòu)和工況等因素對超薄鋁平板熱管傳熱性能的作用機(jī)制進(jìn)行了深入探討。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TK172.4
【部分圖文】：

a）相變熱管 b）計算機(jī)熱管理 c）LED 熱管理[17]圖 1-1 相變熱管應(yīng)用實例綜上所述，相變熱管具有傳熱系數(shù)高（可達(dá) 5000~10000 W/m·K）、良好等溫性有效利用有限的散熱空間、無需額外動力源驅(qū)動進(jìn)行傳熱等優(yōu)點，具有非常好的用前景，而鋁平板熱管因為其傳熱面積更大、成本更低，在熱源面積較大的場合好的適應(yīng)性。目前業(yè)界對于鋁平板熱管更多的是直接采用擠壓成型的無毛細(xì)結(jié)構(gòu)內(nèi)壁管材或具有光滑擠壓微通道的管材進(jìn)行鋁平板熱管的研究，并且由于擠壓成的限制，擠壓厚度較小的鋁平板熱管型材的難度較大，擠壓模具容易損壞，產(chǎn)業(yè)大，現(xiàn)有研究中幾乎沒有對厚度較薄的微鋁平板熱管的研究，對鋁平板熱管的吸構(gòu)方面的研究也是目前研究中所缺乏的。為了針對鋁平板熱管的吸液芯結(jié)構(gòu)作深究，需先了解鋁平板熱管的傳熱機(jī)制和常用熱管吸液芯結(jié)構(gòu)的工作原理，下面將個方面進(jìn)行展開介紹。

華南理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文管（見圖 1-2），一般在管內(nèi)壁設(shè)計縱向擠壓槽道作為毛細(xì)芯。另外，平板具有加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，這是由于熱管工作過程中，管內(nèi)工質(zhì)發(fā)生液-氣相變，會導(dǎo)汽壓力急劇增大，縱寬比小的平板熱管會出現(xiàn)受力不平衡的問題，而加強(qiáng)筋提供支撐，保證平板熱管在內(nèi)部壓力急劇增大的時候不發(fā)生變形。同時，所筋還可將平板熱管分隔為若干個尺寸相同的腔體，可看作彼此獨立的多根熱在其中的某個腔體失效時，其他腔體不會受到影響，可保證熱管的正常工作

圖 1-2 鋁平板熱管實物圖及截面圖1.2.2. 鋁平板熱管的傳熱機(jī)制如 1.1 節(jié)所述，相變熱管是利用熱傳導(dǎo)的原理以及液體工質(zhì)在封閉真空管內(nèi)液-氣相變過程的相變潛熱進(jìn)行熱量的快速傳遞的，工作過程中，平板熱管在軸向可以分成三段包括蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段。蒸發(fā)段是指熱管直接接觸熱源的一端，另一端則為冷凝段，中間過渡部分為絕熱段。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2821077