介绍几种先进的冷却技术一

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1、介绍几种先进的冷却技术一“过蒸发器”、“起蒸发器”与“热管”黄景猷©1994-2012ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved,http://www.cnki.net©1994-2012ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved,http://www.cnki.net■P在《广播与电视技术>>1975年1、2期《蒸发冷却与蒸发冷却电子

2、管》—文中介绍了蒸发fi：热的基本原理，介绍了在大容器内散热体为等温面的沸腾热传输的实验曲线（该文图2)。这是日本人巴山最先测量得到的液体在沸腾肘，散热体对液体的散热系数《与散热体表面与液体的温差&之间的函数关系曲线。故该曲线称为“巴山曲线”。为了要说明“过蒸冷”和“超蒸冷”的原理与特点，我们还得重新来分析巴山曲线在不同实践条件下的变化规律。如果将巴山曲线分成更详细的区域时得图1，曲线中的字母表示有关的点与区域。采用光滑表面的电子管阳极作蒸发冷却试'面、巴山曲线（1~2般蒸发，3~4—过蒸发).N—沸

3、腾的起始点；TNT~M一汽泡状沸腾区（沫态沸腾区）；C泡沫聚合点

4、M—临界点（烧毁点）相应于125°C的散热体表面温度>—部分胶态沸腾（不稳定的）过渡区厂L—劣化点（来顿福罗斯特点）s—股态沸腾区（稳定的）验时，阳耗达到M点，阳极便出现过热点熔化而烧毁，烧毁点相应的温度&包含了过渡区的温度，此时阳耗为135瓦/厘米2。在电子管阳极上安装了齿形蒸发冷却散热器（以下简称蒸发器）。由于齿的温度梯度，造成了不等温的阳极表面，则在同样阳耗下，电子管却能安全工作，其工作范围在曲线中1〜2(即N〜D)区域。只要蒸发

5、器齿端的温度低于^齿根就可以连续工作到Q点。在电子管过载的情况下，只要^小于C点温度（阳极单位面积散热量相当于80瓦/厘米2)，阳极齿根的温度则可以继续延伸到劣化点i，沸腾状态就移到3〜4范围内，这时的阳耗能达到连续工作额定值150瓦/厘米2，短期过载250瓦/厘籴2。过载消失后，齿的温度又能够安全地回复到1〜2范围内，这是一般蒸发器所具有的热传输特点。在五十年代初期，电子管蒸发冷却的实验过程中，人们仅知道避免烧毁点M造成的危害而发明了齿状蒸发器，而绝对不能应用到劣化点L的范围内（超过此点则汽膜包围热

6、壁而迅速烧毁），故蒸发器的工作区都设计在N〜D区内。为了避免汽膜的影响，常常在蒸发锅内加強永的对流速度，例如在蒸发锅内加装导流筒，这样由于热虹吸作用产生j对流沸腾。试验得到，即使蒸发锅内水的温度在沸点以下，只要电子管阳极蒸发器产生表面沸腾，随着对流速度增高，曲线就会陡然上升，电子管散热量增加，临界点M与&都将改变，其情况见图2。由许多实验证明，巴山曲线反映了沸腾热©1994-2012ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreser

7、ved,http://www.cnki.net©1994-2012ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved,http://www.cnki.net•'57•©1994-2012ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved,http://www.cnki.netAt(t)图2在大气压下，水的对流速度变化时对散热器导热性能的影响一大容器中水

8、温为100°C丨=加强对流水溫为80°c©1994-2012ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved,http://www.cnki.net©1994-2012ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved,http://www.cnki.net•，58传输的普遍规律，当实践的条件和环境改变后，沸腾热传输必然具有它的特殊规律，认识和掌提这

9、些规律并应用于实践，将会使技术得到新的发展。1•过蒸发器(SuPer-VaP〇tr〇nS)过蒸发器比一般蒸发器的进展，是基于蒸发器上每个齿的端部对齿的根部发生的沸腾具^有稳定的作用。聲考巴山曲线，在过蒸发器中，每个齿的顶端保持“冷”的状态（即图1中温度不高于曲.线的C点），便可使齿的根部温度稳定在L区域的任一点上，甚至超过劣化点L而能安全工作。这样就可使蒸发器的散热功率增加一倍。典型的连续工作额定值为300瓦/厘米2,这种过蒸发器结构如图3,它的特点就是