硅微型多槽道平板热管研究

【摘要】： 本文针对三角形截面的硅微型多槽道平板热管进行理论分析以及建模仿真方面的研究。论文所研究的微槽平板热管不仅在高热流密度微电子芯片冷却方面有着良好的应用前景,还可广泛应用于航空航天、生物、医药等领域。 首先介绍了微型热管的工作原理以及传热极限。然后对三角形槽道的硅微型平板热管,进行轴向毛细流动的理论分析和数值模拟。通过简化采用控制体积法建立了一维稳态模型,以分析工质在热管内的轴向分布,液体和蒸汽压力、流速的轴向变化,并计算其最大传热量。该一维稳态模型更精确的考虑了具有互相连通蒸汽空间的微型平板热管中,汽液界面剪切摩擦力对其传热性能的影响。模型预测结果与文献报道的实验数据取得较好的符合,能够更准确的预测微热管最大传热量。随后论文考察了微型多槽平板热管微细槽道内,蒸发薄液膜区的传热特性。通过建立模型求解,得到了蒸发段薄液膜区液膜厚度、热流密度、修正后毛细力以及汽—液分界线上温度的横向分布,并进一步分析了脱离压力对蒸发薄液膜传热特性的影响。这些模拟结果及相关分析可以用来帮助微型多槽道平板热管的结构设计和优化。