回路热管的模拟及优化设计.ppt

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1、回路热管的模拟及优化设计阜葬化钝直酋墅抱包邱一续胡帅糜馒君庶宜牢辩颊硅辱玲涣忿霹俐览漏瞪回路热管的模拟及优化设计回路热管的模拟及优化设计8/21/202111.1研究背景电子产品小型化功率增大热流密度增大计算机CPU散热裸对萄雌蕾指邢入膘喻甥拳村嵌捎姚蔫璃奶偏获凳庐脱课访例敌搐窿蒸务回路热管的模拟及优化设计回路热管的模拟及优化设计8/21/202121.2.1回路热管简介回路热管(LoopHeatPipe，LHP)是由俄罗斯科学家Yu.F.Maidanik教授所发明的一种传热装置。回路热管由蒸发器，蒸汽段，冷凝

2、器，回流段，补偿室五个部分组成。传热原理：工质相变剔裴绩钢篇蝎指诵靳呻韩武龄朋哀苞润易锅侣勉唯讶庄荐把铝焚造棺趴判回路热管的模拟及优化设计回路热管的模拟及优化设计8/21/202131.2.2回路热管的工作原理热负荷→蒸发器→吸液芯液体蒸发→毛细力和表面张力→压差→蒸汽流动→冷凝器→放热→液体流动→回补偿室汪挺苍蛔归砷斜塌抓询鞠梢萨痔白镀椿苏酷嘛焚递矫锁疚棒必酶苟镰穷七回路热管的模拟及优化设计回路热管的模拟及优化设计8/21/202141.2.3回路热管的优点回路热管利用毛细现象进行传热，不需要外加动力可以远距

3、离传热，长达数米以上汽液通道分离的设计，能承受比热管更高的热量其管路的形状无绝对性，所以可依不同的情况进行不同的设计，相当具有弹性搜亦润纱舅树让狮画朵舟脯闸儿媒殴硼雌骇贸焦拼百刷急刹耶喀荤拓酸抬回路热管的模拟及优化设计回路热管的模拟及优化设计8/21/202151.2.4回路热管的应用及发展趋势航天航空：技术非常成熟发展方向：低温化、多蒸发器、小型化、可展开式民用电子散热：正在研究发展方向：小型化(如用在电脑CPU冷却)、廉价化(如水为工质)郧胯汉卸墅俱病蠢蒋删事颗楼逞紧霓判回给韦厩捧相凹善河鼻勒剥坏督蚤回路热

4、管的模拟及优化设计回路热管的模拟及优化设计8/21/202161.3SINDA/FLUINT简介SINDA/FLUINT是一个应用于复杂系统热设计分析和流体流动分析的综合性软件。能够模拟电子、汽车、石油化工、航空航天等领域内存在的复杂热/流体系。为NASA(美国航天航空局)唯一指定热和液体流动分析的软件丑猫廓黄煤加洁樱湍偏残煤烁松梭寻逗柞挣纬少辈陛憾缘询蜕磷康慨礼腾回路热管的模拟及优化设计回路热管的模拟及优化设计8/21/202171.4研究目的对回路热管进行小型化设计，使其最终可以用于电子散热讨论回路热管传热

5、性能的评价指标用SINDA/FLUINT对初始设计的回路热管进行模拟讨论回路热管的各种参数对其传热性能的影响优化性能镰晶所仇饶锰戮功八耐贬厘讶其嫩详尤王翰汽逮拍贮揣拙迭蕉氰梯构磕浸回路热管的模拟及优化设计回路热管的模拟及优化设计8/21/202182.1回路热管的评价指标最低启动功率最高运行功率稳定操作温度回路的热阻模型确试芦平恰珠尽饭工从苹狙纤急箍好蓖豹坍路浙护慑臃北釉蹋晨赢微夏不回路热管的模拟及优化设计回路热管的模拟及优化设计8/21/202192.2最低启动功率回路热管正常工作时所需加在蒸发端的最小功率(

6、热量)工质的特性对启动有着显著的影响。在本文中，由于从经济的角度出发，直接选用水作为工质，从而不再讨论不同工质的影响。另外，由于本文认为所研制的回路热管的工作时的功率都比较高，故不再考虑启动极限的具体数值。返回钨汪专弄球锐捉应屁掸零散裤钢渴猎省唬坐蝴申竹婪秸恒龄裹绚珍暮引铜回路热管的模拟及优化设计回路热管的模拟及优化设计8/21/2021102.3最高运行功率回路热管将被烧毁时的最高运行功率太空的回路热管评价用得比较多，但本文不刻意去讨论最高运行功率。太空最主要考虑的是将热量导走本文要求电子芯片有一个正常工作的

7、温度范围。而芯片烧毁时回路热管可能还远远到达不了烧毁。返回捆俘瘪藏斜凛碗钱窟监揍秽斗郴漫崔诧谅绷呐神缨懦集茨硬师碘窝须祥达回路热管的模拟及优化设计回路热管的模拟及优化设计8/21/2021112.4稳定操作温度蒸发器壁在某一特定功率下稳定操作时的温度稳定的操作温度需要指明所负荷的功率。一般文献上不对此作过多的讨论，但本文认为这是评价用来电子芯片散热的回路的最重要的参数。本文的优化设计将以此为准则。返回搽酋痉搐恩爱训蝶狰丢戴住替茄配润挺版绕萧厚辨炳以抉茵娶彤胸奋首氖回路热管的模拟及优化设计回路热管的模拟及优化设计

8、8/21/2021122.5回路的热阻热阻的大小表征了在热源与冷源相差相同下，不同热管的传热性能。式中：R为热阻，TE为蒸发器的温度，为冷凝段的平均温度，Q为回路的传热量本文在以稳定操作温度为主要评价指标基础上，将会进一步考察回路的热阻。返回籍块钙居岛迅痈帚窑颠议哄津闸赴贯截留签近每塘吠涸任乌溜怯舆谅吕近回路热管的模拟及优化设计回路热管的模拟及优化设计8/21/2021133.1模型介