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《冷却电子组件的微型热管性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、国防科技大学学报!∀#!第卷第期年月冷却电子组件的微型热管性能研究’周继珠航天技术系摘共本文对徽型热管在冷却电子组件中传热性能进行了实验研究。从应用的角度提出了徽型热管最大应用功率的概念,给出风速、风沮、安装位置和工质充装量等因素对最大应用功率影响的实验结果。并与相同结构铜制散热片的性能进行了比较关橄词热管技术,冷,热控制却微电子组件分类号,,八十年代后期大功率高密度电子器件与设备的发展对原有的热控制技术提出了新的。,“”挑战许多专家认为热管技术的应用将为
2、克服电子技术发展中的热障提供一条理。,一。想的途径因此旨在冷却徽电子器件的微型热管研究已成当前热门课题闭但,。是他们还没有考察热管在实用条件下各种因素对其性能的影响本文结合热设计中有,,关因素从应用角度实验研究了有关因素对其性能的影响为在电子器件中应用热管冷却选择有关参数提供依据。试件与试验方法根据身边已有的模块,我们制造了如图所示的铜,。一丙酮热管其充装量为试验在自然风冷与强制风冷两种条件下进行的。试验系统的试验段如图所示。热管壁面的温度分布用五对直径为铜一康铜。热电偶测量风温用玻,璃温度计测量风速用。皮托管测定为了减少图试件结构简图
3、图试验系统试脸段简图年月日收稿,。。加热器热损失热管蒸发段外包筱绝热材料电加热器功率是可以调节的最大应用功率的概念,。在热管技术中习惯于用极限功率表示其传热能力所谓极限功率是指在热端不断,增加热功率过程中热管表面均温性遭到突然破坏时所传递的功率它取决于热管内部结构。表是根据本试验件在理论充装量下计算的各种可能的极限功率。,。,由表可知本试件属于毛细极限类型在试验中不同风速实测的试件极限功率数据如表所列。农在理论充袭下各种极限功率计算位工作温度℃声速极限携带极限毛细极限沸肠极限
4、农不同邃度下试件极限功率的测试位风速极限功率月试验表明风速对极限功率并无显著影响。毛细极限主要取决于热管的内部结构和所口、,,,,二从口二,砂,、、二瀚二,,,,,选择工质的品质因子共式中表面张力密度又汽化“潜热产,一、产————粘性系数。在电子器件冷却中热管的内部工作温度变化不大于,℃便品质因子变化甚微。,,如果按表的结果选择风速试件可以在条件下冷却功耗为的模块但,,,是这时热管表面温已近℃若要保证结点温度不大于℃热管表面温度应为℃此时,在。条件下传递功率只有
5、,这是它在二条件下所能应用的最大功率。,所以在电子器件冷却系统中不能单用极限功率作为设计与选择的依据本文为此提出最大应用功率的概念。所谓最大应用功率是指热管壁面温度等于组件表面允许温度由组件结点温度、功耗与内阻来确定时传递的功率。这一概念在实用中比极限功率更有意义。,,。以下试验结果中除特别注明外所指功率皆为最大应用功率试验结果风速的影响,图℃时这种试验中研究了风速对最大应用功率的影响表示了在环境温度为变。。化关系的试验结果试验时控制热管表面为℃图说明热管的最大应用功率随风速,,,。增大而增大当风速大于后功率增大的趋向渐缓因为接近于极
6、限功率了,有时在应用中需要改变风速来控制组件表面的温度所以研究中也给出风速对热管,。,,壁温的影响关系如图所示由图可以看出在一定传热功率下风速在一范,,。围内对热管壁温影响较大当时影响渐弱,,,总之在电子器件热管冷却系统中风速不应超过过大的风速不仅效果不显,,。著而且带来功耗大噪音和振动等不利影响风沮的影响,以上结果表明通过风速来调整热控制效份℃果是有一定限度的。所,以调整风温也是重要’‘的。另外,季节变化,空必一一‘。调系统工作变化或热负扮一份一一一亡一丫卜一告,二分扮乙
7、荷的变化也会造成风温。的变化因此研究风温图最大应用功率与风速关系图热管壁面温度与风速关系对最大应用功率的影响是有实用意义的。,。实验是在给定风速一维持热管表面温度为℃情况下进行的结果发现。,,最大应用功率对风温比较敏感例如当风温为℃时最大应用功率为而在℃时,只能冷却的模块。在各种不同的风温下所作的试验结果示于图作为微热管产品应该为用户提供这样一条试验曲线。工质充装一的影响在应用中虽然热管的极限功率不如最大应用功率方’,,便但它毕竟是最大
