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1、第62卷第2期化工学报Vol.62No.22011年2月CIESCJournalFebruary2011研究论文平板微热管阵列及其传热特性赵耀华,王宏燕,刁彦华,王欣悦,邓月超(北京工业大学建筑工程学院,北京100022)摘要:研制了结构紧凑的带有微结构的平板微热管阵列,并对其充装不同工质时的传热性能进行测试。同时对热管内充装不同工质时的热通量进行了测试。结果表明,在使用甲醇、乙醇、丙酮、R141b为工质的情况下该平板微热管阵列的散热效果良好,其中甲醇为工质的散热器在保证芯片表面正常的工作温度下的最大热通量及总热量输运
2、能力分别达到102W·cm-2及102W以上。最高热通量可达200W·cm-2。以甲醇为工质的不同充液率实验表明,平板微热管阵列的热通量随充液率的不同而有所变化,最佳充液率为0.3。关键词:平板微热管阵列;微传热;微热管;平板热管;热通量中图分类号:TK124文献标志码:A文章编号:0438-1157(2011)02-0336-08Heattransfercharacteristicsofflatmicro-heatpipearrayZHAOYaohua,WANGHongyan,DIAOYanhua,WANGXinyu
3、e,DENGYuechao(CollegeofArchitectureandCivilEngineering,BeijingUniversityofTechnology,Beijing100022,China)Abstract:Variousflatmicro-heatpipearrayswithminiatureaxiallygroovesforelectricchipcoolingareconstructed.Aseriesofexperimentsincludingstart-uptime,temperature
4、distributionandheatfluxwithdifferentworkingfluidsandfillingfactorsarecarriedout.Theresultshowsthatflatmicro-heatpipearrayshaveadvantagesofquickerstart-up,lesstemperaturedifferenceandbetterheattransfer.R141b,acetone,methanolandethanolareusedasworkingfluids.Flatmi
5、cro-heatpipearraysfilledwithmethanolhavethe-2bestheattransferperformance.Themaximumheatfluxcanreach102W·cmwhilethechipismaintainedatitsworkingtemperature,below70℃.Thebestfillingfactorofmethanolis0.3forhighheatflux.Keywords:micro-heatpipearray;microheattransfer;m
6、icroheatpipe;flatplateheatpipe;heatflux地释放出热量。同时满足这些功能的被动式散热元引言件就是热管。其中平板热管由于其良好的蒸发吸热随着LED、微电子技术的发展,芯片的集成特性和形状易于与芯片贴合等优点被越来越多地应度不断提高,其发热功率不断增加。而在一些半导用于芯片散热中。而微热管或热管内微结构具有强体制造设备中的大功率发热元件,其热通量甚至达化传热传质的作用,引起研究者越来越多的关注。-2到250W·cm。要有效实现这些高热通量发热目前国内外针对平板热管的研究主要集中在两器件的
7、散热,不仅需要在相对低温下的高效吸热,个方面,一是制造不同结构热管,进行实验研究,同时需要将吸收的热量有效地输运至热沉,并高效针对不同工质、不同充液率、不同散热条件等,研2010-05-26收到初稿,2010-11-22收到修改稿。Receiveddate:2010-05-26.联系人及第一作者:赵耀华(1964—),男,教授。Correspondingauthor:Prof.ZHAOYaohua,yhzhao@bjut.edu.cn第2期赵耀华等:平板微热管阵列及其传热特性·337·究在芯片工作温度范围内的最大热通量
8、、传热系于微热管本身所具有的微细尺度的特点,决定了单数、热阻值等;二是针对一定结构(带有微槽)的一微热管在热通量及热输运极限上都较小,很难用热管进行理论分析,建立模型进行计算,与实验数于较大功率或大热通量的器件散热中。[1]据相关联。因此人们开始考虑将多根微热管集成,形成微[2][12-13]余莉等研制了电子设备散热用矩形铝质平板
