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平板热管制造及其传热性能研究

曹杰  
【摘要】:随着电子信息技术的快速发展与应用普及,电子元器件的发展呈现出高速、高频以及高集成度的趋势。而平板热管由于具有理想的均温性、高效的导热率以及紧凑的结构等多方面优势,于是就成为了当前解决电子散热问题的可靠方案。但是,传统的平板热管大多数不能弯曲或是弯曲后无法正常工作。而目前研究的有机聚合物平板热管传热系数较低。据此,本文制造了一种以金属铝为管体,泡沫铝为吸液芯的新型平板热管。该平板热管的成本低、质量轻、延展性好、能弯曲一定角度,可提升电子设备空间利用率以及满足曲面电子设备的散热要求,从而拓展热管应用范畴,给解决当前非平面散热问题提供新的思路。本文研究包括有三个方面内容:第一,讨论了热管的基本理论和影响平板热管传热能力的传热极限,讨论了管内液体和蒸汽的流动特点,讨论平板热管的工质的充装量。分析了平板热管热阻网络图,对传热过程的各个热阻进行分析;第二,通过对传统平板热管加工工艺的分析,使用先压扁成形再灌注封口的工艺流程制造平板热管,根据金属的特点选择成本低、延展性好、质量轻的铝作为平板热管管材,探讨了铝管在压扁过程中出现的压塌现象,并以此确定了在管体居中放置泡沫铝吸液芯,通过清洗、压扁成形、灌注、封口等工艺成功制造出平板热管;第三,通过搭建实验平台测量热源功率、充液率以及弯曲角度等不同条件下平板热管的工作温度,并以温差(35)T和热阻R综合评估其传热性能。验证了平板热管在水平面能正常工作,热源功率在25W时传热性能最佳;弯曲时也拥有良好的传热性能,随着弯曲角度的增大其传热性能也相应提升。


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