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电子器件复合型热管散热器的性能分析与试验研究

作者：张鑫 Publish: 2006-11-16 Hits:-

【中文题名】

电子器件复合型热管散热器的性能分析与试验研究

【英文题名】

Performance Analysis and Experimental Research on Compound Heat Pipe Radiator for Electronic Component

【学科专业】

热能工程

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2006-11-16

【中关键词】

电子器件,热管,散热器,试验研究,,

【英关键词】

electronic component,heat pipe,radiator,experimental research,

【分类导航】

工业技术>无线电电子学、电信技术>电子元件、组件>一般性问题>结构>

【论文摘要】

近年来,随着电子工业技术的迅猛发展,电子器件由于高速、高频化,导致发热量的增加。如今,电子器件的热流密度已经达到10~4W/m~2—10~5W/m~2,并且将会继续持续快速增长。因而如何有效解决电子器件的散热问题,就成为现在社会发展所面临的当务之急。本文正是在这样一个社会需求背景下,吸取前人工作经验,改进原有电子器件液体自循环冷却系统,并开发出一种更为有效的电子器件复合型热管散热装置,分别使用了四种天然工质——甲醇、乙醇、丙酮、水和一种制冷剂——R123进行试验。本文结合液体自循环冷却系统和扁平热管散热器,利用热虹吸管原理以及液体自循环冷却原理,设计并制造出一种新型的热管散热装置。在这种散热装置中同时包含两种不同形式的热管结构,使他们在功能上互为补充。本文为这种复合型热管结构建立了数学模型,并对它的传热过程加以分析,为其改进建立理论依据。并为该热管散热器建立了试验台,通过使用五种不同的工质对该种热管散热器的性能加以试验及分析。通过试验和计算,证明本装置上、下两个冷凝段的设计是合理和有效的。当热流量为20W小发热量时,工质使用R123,可以使电子器件的表面温度控制在35℃以下;在热流量达到2...

【论文题纲】

摘要	4-5
ABSTRACT	5-9
第1章绪论	9-19
1.1 课题研究背景和意义	9-10
1.2 电子器件散热技术发展现状	10-15
1.2.1 强制对流风冷散热器	11-13
1.2.2 液体循环散热器	13-14
1.2.3 半导体制冷技术	14-15
1.3 电子器件热管散热器简介	15-18
1.3.1 热虹吸管	16-17
1.3.2 液体无泵自循环冷却系统	17-18
1.4 本文研究任务和目的	18-19
第2章热管散热装置的设计与试验研究	19-31
2.1 热管散热装置的设计	19-25
2.1.1 散热装置的总体设计	19-21
2.1.2 散热装置的具体设计	21-25
2.2 热管散热器性能试验系统	25-30
2.2.1 试验系统及仪器	25-27
2.2.2 参数的测量	27-29
2.2.3 工质的选择	29-30
本章小结	30-31
第3章散热器理论分析及数学模型的建立	31-53
3.1 概论	31-32
3.2 散热器的理论模型	32-34
3.2.1 物理模型	32-33
3.2.2 散热器传热过程理论模型	33-34
3.3 散热器各部分热阻模型	34-40
3.3.1 蒸发段壁面的传热	34-35
3.3.2 蒸发段的相变换热	35-36
3.3.3 下冷凝段热阻	36-38
3.3.4 上冷凝段热阻	38-40
3.4 热阻计算及结果分析	40-46
3.4.1 热阻计算	40-42
3.4.2 结果分析	42-46
3.5 工质传热因数	46-48
3.6 热管散热器的工作极限	48-52
3.6.1 携带极限	48-49
3.6.2 沸腾极限	49-50
3.6.3 干涸极限	50-51
3.6.4 传热极限计算结果	51-52
本章小结	52-53
第4章试验结果及分析	53-71
4.1 散热器的比较试验与分析	53-58
4.1.1 两种模型热管散热器的比较	53-55
4.1.2 热管散热器与自循环冷却系统的比较	55-56
4.1.3 散热器模型一的散热性能	56-58
4.2 散热器工质选择的研究	58-61
4.2.1 工质的选择和比较分析	58-59
4.2.2 不同工质传热性能分析	59-61
4.3 散热器压力试验及分析	61-62
4.4 充灌率分析	62-64
4.5 风速对散热器的影响	64-66
4.5.1 风扇位置的比较	64-65
4.5.2 风速对散热器的影响	65-66
4.6 散热器稳定性试验分析	66-69
4.6.1 散热器温升过程	67-68
4.6.2 散热器定热流量稳定性试验	68-69
4.7 噪声与耗电量	69-70
本章小结	70-71
结论	71-73
参考文献	73-75
研究生期间发表的学术论文	75-77
致谢	77

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.343742



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