热管在机载电子设备冷却中的应用分析

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1、第30卷第5期2013年l0月沈阳航空航天大学学报JoumalofShenyaIlgAerospaceU【1iVers蚵V01．30No．5Oct．2013，+。+。+。+”+。+。、{航空宇航工程}、。+。+。+。+。+。+．，文章编号：2095—1248(2013)05—0001一04热管在机载电子设备冷却中的应用分析赵国昌8，路天栋8，宋丽萍6，曹磊8(沈阳航空航天大学a．航空航天工程学部(院)Ib．高等教育研究所沈阳110136)摘要：为了满足机载电子设备迅速增加的散热需求，需要寻找适合机载环境使用的热管对电子器件进行有效冷却，以保证其在合适的温度下工作。分析了4种主要热管

2、的特性，认为带有双储液器的微型环路热管具有适应飞机加速度以及倾斜角度改变的特性，是比较适合机载设备散热的热管类型，微槽道平板热管是另外一种有前途的热管类型。关键词：热管；机载电子设备；散热；冷却中图分类号：TKl72．4文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2013．05．1001AnalysisontheappHcationofheat-pipeincoolingairborneelectrolliceqllipmentZHAOGuo—chaIl93，LUTian—don98，SONGLi—pin96，CAOLei3(a．FacuhyofAems

3、paceEngiIleering；b．InstitllteofHigherEducation，shenyallgAerospaceu11iVers毋，shenyallg110136)Abstract：Theincreasingdemands叽aircrmelectronicequipmentdissipationsystemsrequ沁sheat—pipesmoresuitablefortlleaircraftenviromenttocoolelectmllicpartseffectiVelyandtomaintainproperoperatingtemperaturesforel

4、ectronicequipment．Dualcompensationch锄ber10叩heatpipeisshowntobeⅡlemostsuitableforairbomeelec仃DnicequipmentafteraIlalysisoffourmain哆pesofheat—pipesandtakingbommeaccelerationandchangesinincHneofaircraftsintoconsideration．Likewise，natheat—pipewimrectangularIIlicro—grooVesisaIlotller够peofheat-pipew

5、impotential．Keywords：heat—pipe；airbomeelecn．onicequipment；heatdissipation；c001ing自1970年以来，电子器件的性能基本上按照摩尔定律的预测在发展，几乎每隔18个月就提高一倍。现代机载电子设备也不例外，随着其性能的不断提高，设备功率逐年增加。机载电子设备输入电功率的70％到90％转变成了热量，设备的发热量不断增大，受飞机空间条件的限制，散热设备需要排散的热流密度随着电子设备的集成度、封装密度的逐年提高而不断提高uJ，这些散热需求给机载电子设备散热技术提出了日益严峻的考验。1传统散热方式的不足传统的机载电子

6、设备冷却是通过风冷及液冷的方式散热。风冷技术分为直接风冷和间接风冷。直接风冷是冷却空气直接吹向发热芯片表面带走芯片的热量，虽然传热路径短、热阻小，但因芯片散热面积较小换热效率较低。间接风冷采用散热器增大芯片散热面积，填充介质将芯片产生的热量传导到散热器上，然后通过冷却空气的对流进行散热。此方法相对直接风冷技术有所改进，传热面积增大了，但随着电子设备功率的增加，散热器所提供的散热量已经不能满足芯片日益增长的散热要求心J，目前更倾向于混合型散热方式，即根据设备的散热需求选择最佳的冷却组合进行散热。随着机载电子设备热流密度的不断收稿日期：2013一03—20基金项目：辽宁省攀登学者基金资

7、助项目(项目编号：20132015)；航空科学基金资助项目(项目编号：20131954004)作者简介：赵国昌(1964一)，男，北京人，教授，博士生导师，主要研究方向：流动与传热、热管理，E—mail：shd蛇3@gmail．com。2沈阳航空航天大学学报第30卷升高对冷却设计提出了更高的要求，要求有与之相适应的冷却技术来降低电子设备的热流密度以满足和保证电子元件处于正常的工作温度范围之内，因而相继出现了直接液体冷却和间接液体冷却技术：直接液冷由于需要采用碳氟化合物