本文關(guān)鍵詞：用于電子設(shè)備的平板熱管散熱器設(shè)計與性能研究

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【摘要】：隨著電子設(shè)備的發(fā)展,電子器件的散熱問題成為限制其發(fā)展的瓶頸,傳統(tǒng)的散熱方式已不能滿足現(xiàn)在日益苛刻的散熱要求。而平板熱管有很高的傳熱性能、良好的均溫性等優(yōu)點,成為解決電子設(shè)備散熱問題最有前景的技術(shù)之一。平板熱管采用相變換熱,較其它換熱方式有著很大的優(yōu)越性,并且均溫性較好可用于對溫差要求嚴格的高精尖設(shè)備,因此對平板熱管散熱器的研究具有重要意義。本文對平板熱管散熱器進行了理論和實驗研究,主要工作如下:首先查閱文獻了解平板熱管的工作方式及其散熱優(yōu)勢,了解國內(nèi)外對平板熱管的研究現(xiàn)狀。然后制定技術(shù)方案,通過預(yù)備實驗確定平板熱管選用紗布作為吸液芯材料,確定實驗系統(tǒng)方案。接著搭建試驗臺,制作平板熱管。之后進行實驗,實驗參數(shù)包括:充液率0%、20%、40%、60%、80%,熱流密度4 23.397?10 W/m、4 24.529?10 W/m、4 25.662?10 W/m、4 26.794?10 W/m、4 27.926?10 W/m、4 29.059?10 W/m。實驗測量平板熱管啟動后平板熱管反重力運行時的表面溫度分布和模擬熱源溫度,并就其溫度分布對平板熱管的性能影響進行分析研究。分析平板熱管溫度分布得知,熱流密度和充液率對溫度分布都有重要影響。未充液時溫度隨著熱流密度增加成比例增加,充液后隨著熱流的增加溫度增加逐漸變緩。研究發(fā)現(xiàn)在本實驗的幾種充液率下充液20%時平板熱管均溫性能最好,但是相同熱流下充液率對平板熱管上下表面溫度變化影響不同,隨著充液率的變化上表面溫度變化較大,而下表面溫度變化較小,這是因為下表面相對于上表面而更容易獲得工質(zhì)進行換熱。分析熱源溫度知,在最高充液率80%時模擬熱源溫度比其他充液率時低,即充液率較大時,對熱源的散熱效果較好。分析平板熱管熱阻得知,隨著熱流密度逐漸增加,熱阻從0.371K/W逐漸降到0.092K/W,即熱管散熱性能隨著熱流密度的增加在逐漸提高;不同充液率下熱阻比較得知充液20%時取得最小平均熱阻0.182K/W。通過實驗研究發(fā)現(xiàn)在充液20%情況下取得最佳均溫性能,在最高熱流密度64W時最大溫差在16.6℃,最高溫度在80℃以下,明顯優(yōu)于未注液時最大溫差29.9℃的散熱效果,為平管熱板散熱器應(yīng)用在電子元件上提供了依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：平板熱管 電子元件 吸液芯 充液比 均溫性
【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】：TK172.4
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 符號說明8-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 課題背景及必要性9
• 1.2 熱管技術(shù)研究與發(fā)展現(xiàn)狀9-11
• 1.3 平板熱管簡介11-14
• 1.3.1 平板熱管的工作原理11-12
• 1.3.2 平板熱管的結(jié)構(gòu)12
• 1.3.3 平板熱管的特點12-13
• 1.3.4 平板熱管發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.4 課題研究內(nèi)容14-15
• 2 實驗測試系統(tǒng)與實驗件的設(shè)計15-23
• 2.1 實驗?zāi)康募耙?/span>15
• 2.2 實驗系統(tǒng)設(shè)計15-19
• 2.2.1 模擬加熱系統(tǒng)17-18
• 2.2.2 測溫系統(tǒng)18-19
• 2.2.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)19
• 2.3 預(yù)備實驗19-21
• 2.3.1 實驗準備19
• 2.3.2 吸液芯的設(shè)計選擇19-21
• 2.4 實驗誤差與不確定度分析21-22
• 2.5 本章小結(jié)22-23
• 3 平板熱管性能實驗研究23-31
• 3.1 實驗用平板熱管的設(shè)計制作23-24
• 3.1.1 殼體的設(shè)計加工制作23-24
• 3.1.2 吸液芯的設(shè)計加工制作24
• 3.2 殼體的清洗24-25
• 3.3 平板熱管保真空設(shè)計25
• 3.4 平板熱管抽真空，，充工質(zhì)25-26
• 3.5 溫度采集系統(tǒng)設(shè)計26-29
• 3.5.1 熱電偶的擬合26-28
• 3.5.2 測點布置設(shè)計28-29
• 3.6 實驗方法和步驟29-30
• 3.7 本章小結(jié)30-31
• 4 平板熱管工作性能分析31-59
• 4.1 熱源溫度分析31-33
• 4.2 各充液率情況比較分析33-34
• 4.3 各熱流情況比較分析34-41
• 4.4 上表面水平方向溫度變化分析41-43
• 4.5 下表面水平方向溫度變化分析43-45
• 4.6 上表面豎直方向溫度變化分析45-48
• 4.7 下表面豎直方向溫度變化分析48-51
• 4.8 均溫性分析51-53
• 4.9 熱阻分析53
• 4.10 傾角對溫度分布影響53-57
• 4.11 本章小結(jié)57-59
• 5 總結(jié)與展望59-61
• 致謝61-62
• 參考文獻62-65
• 附錄65-71
• 參與的科研項目與成果65
• 實驗數(shù)據(jù)65-71

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本文編號：611985