板式脉动热管强化传热方法研究

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1、第27卷第4期电子机械工程V01．27．No．42011年8月Electro—MechanicalEngineeringAug．2011板式脉动热管强化传热方法研究陈陶菲，徐德好，刘向东(1．南京电子技术研究所，江苏南京210039；2．东南大学能源与环境学院，江苏南京210096)摘要：为了研究板式脉动热管的传热性能强化的方法，对原型和改进型两种不同板式脉动热管传热特性进行数值分析比较。基于VOF方法建立板式脉动热管汽液两相流动及相变传热三维非稳态数学模型，仿真得到不同加热功率条件下热管内流型演化和温度分布。仿真结果表明，改进型脉动热管在高功率阶段，整体等效热阻小于原型。关键词：

2、板式脉动热管；传热；仿真中图分类号：TK124文献标识码：A文章编号：1008—5300(2011)04—0005一o4ResearchonEnhancingHeatTransferofFlatPlateLoopPulsatingHeatPipeCHENTao-fei，XUDe-hao，LIUXiang·dong(1．NanjingResearchtt“抛ofElectronicsTechnology，Nanjing210039，China；2．CollegeofEnergyandEnvironment，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China

3、)Abstract：Toresearchthemethodofenhancingheattransferofflatplatelooppulsatingheatpipe，thearticlecomparestheheattransfercharacteroftheoriginalheatpipeandtheimprovedonebynumericalsimulation．BasedontheVOF(volumeoffluid)method，athree—dimensionalunsteadymathematicalmodelwasdevelopedtodescribethevapo

4、r··liquidtwo-·phaseflowandphasechangeheattransferinthefiatplatelooppulsatingheatpipe．Thetwo—phaseflowpatterntransitionandthetemperaturedistributionintheflatplatelooppulsatingheatpipeunderdiferentheatloadconditionswasnumericallyinvestigatedusingthedevelopedmode1．Theresultshowsthattheheattransfe

5、rcharacteroftheimprovedheatpipecanbeenhancedunderhighheatloadcondi—tion．．Keywords：flatplatelooppulsatingheatpipe；heattransfer；simulation从脉动热管的工作原理可以看出，要进一步强化引言热量传递性能，重要途径是强化管内汽液介质与管壁2O世纪9O年代Akachi提出了脉动热管(PHP)结之间的传热。本文主要对板式脉动热管局部强化传热构，这是一种新型高效传热器件。相比常规热管，脉动进行研究，即改进脉动热管流道形式，强化热量传递；热管内部无需吸液芯材料，结构

6、简单，制造容易，成本并建立基于VOF(volumeoffluid)方法的汽液两相流低廉，可靠性高，在电子设备管理等领域中有广泛的应动及相变传热理论模型，利用该模型对常规型及改进用前景。其具体实现形式有管式和板式两种，板式脉型板式脉动热管传热特性进行数值分析。动热管因其独特的结构，满足电子设备冷却安装需求，现已成为国内外研究者热门的研究对象。1板式脉动热管几何模型汪双凤[1]、曹小林。]、曲伟等人已经研究了本文所模拟的板式脉动热管如图1、2所示，A型为工质、热负荷、工作温度、重力等因素对脉动热管的影原型，B型为改进型。A型在铝板上铣出2mill×2rnln响，但是脉动热管局部强化传热

7、的研究未见公开研究的流道作为基板，流道截面不变，如图2(a)所示；B型在报道。·收稿日期：2011—03—01万方数据·5··抗恶劣环境设计与试验技术·电子机械工程2011年8月加热段流道增加局部强化散热翅片，翅片宽0．5mm，流2仿真模型及数值分析方法道间距0．5mm，深度2mm，如图2(b)所示。在基板流道面覆盖一块聚碳酸酯玻璃盖板密封通道。热管工作本文采用VOF方法对以上两种脉动热管汽液两相时，竖直放置，上部为冷却段，流道背面采用20℃恒温流动和相变传热模型进行