微热管阵列

百科

微热管阵列 是由北京工业大学生字必济激突电赵耀华教授及其团队研究开发的一种导热能力超强的导热管元件,依靠内部工质流动和相变,使其本身的传热效率比同样材质的最佳导热体高出数千倍。 微热管阵列主要由铝合金管壳和少量工质组成,包括蒸发段、冷凝段两部分。

来自热管阵列技术是一种微尺度传热传质、相变传热传质级微尺度内高压条件下复杂流动等基础理论及材料与加工、封装工艺等相结合的综合应用技术。微热管阵列能够解决利用常规圆形热管必然出现的多次接触热阻,极大提高了当量蒸汽的换热面积与整体的热管的可靠性。

  • 中文名称 微热管阵列
  • 外文名称 Micro heat pipearray
  • 应用 LED散热、光伏、暖气片、集热器
  • 创始人 赵耀华
  • 所属国家 中国

产生来自背景

  1944年Gaugler第一次提出了热管的工作原理;1963年美国《应用物理》杂志报道了世界上的第一根热管;1984年T.P 360百科Cotter等人提出了热管微型化的设想,为微热管的研究开辟了道路;在1984年T.P Cotter在第五届国际热管会议上首次提出所因刚起久后欢灯边了"微型热管"的概念,并提出微热管在用于电子芯片冷却散热助仍领域具有广阔的应用前景。

  自Cott判祖er在1984年提出"微型热管"的概念以来,微型热管的结构, 经历了重力型、具有毛细芯的单根热管,到具有一簇平行独立微槽道的平板热管,进而发展到内部槽道簇之间通过蒸汽空间相互连通的形式。 集坐固近十几年来,微热管技术用于冷却电子元器件得到了很大的发展,国内外有许多学者进行了研究。其中,赵耀华教授的微热管阵列,可以说是脱颖而出的佼佼者。

基本简介

  热管:热管技术是1963年美国洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)国家实验室的乔治格罗佛维起(George Grover)发明的一种称为"热管"的传热元件,它充分利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质,透过热造雷硫胞即星重现最垂至管将发热物体的热量迅速传递到热百只普源外,其导热能力超过任何已知金属的导热能力。

  微热管:是一种等效直径在0~4mm、结构与传热效果均得到强化的热管。

  微热管阵列:一个外形为薄板状、内部布置有多根独立运行的微热管的金属组限伤位体,是具有超导热性能千念喜白强道高的导热元件。每个微热管阵列内部有十多个以上独立运行的微毫哪你进教丝热管, 能够解决利用常规圆形热管必然出现的接触面小或者多次仅胜拉除群衣画接触热阻,极大提高了当量蒸汽的换热面积与整体热管的怀训教货做操负露模革可靠性。每根微细热管内还有强化传热的微翅构造。这样的结构增大了热管直接受热及吸热面积,由于微细热管的水力直径只有 1.0 毫米左右,管壁承压能力极高,因而不易发生泄漏。此外,该微热管阵列尺寸可根据实际需要灵活改变,具有目前已产业化的常规热管不可比拟的优良特性。

工作原理

  在加热的微热管阵列蒸攻察参领移真你道发段,加热段在下,冷却段在上,管芯内的工作液体受热蒸发,并带走热量,该热量为工作液体的蒸发潜热,蒸汽从来自中心通道流向热管的冷凝段,凝结成液体,同时放出潜热,依靠重力,液体回流到蒸发段。这样,就完成了一个闭合循环,从而将大量的热量从加热段传到散热段。

微热施陆为农压管优势

  从传热观点看, 微细热管与常规热管最大的区别在于微热管内单位蒸汽360百科流量的壁面比表面积大大提高, 因而可以实现传热的强化。微热管阵列与现有的平板热管和单根微热管相比,优势在于:

  1. 多根微热管并联解决了微热管由于微尺度造成的热输运能力小的问题;
  2. 内部的结构使得相变换热面积大大增加。因为微热管之间的铝质壁面具有很好的导热性能, 能够将加热面的部分热量传导到与其相对的微槽面上,在整个微热管的周面都有相变发生。无论蒸发段还是冷凝段,单位蒸汽流通量的散热能力得到极大强化;
  3. 微细热管之间的间壁在结构上起到了"加强筋"的作用,大大增加了平板微热管阵列的承压能力;
  4. 平板孙使也期土调别微热管阵列的外形扁平,能够方便地与换热和刚触艺面贴合,克服了常规的圆形截面的重力热管需要增加特殊结构才能与换热面紧密贴合的缺点,减少了界面接触热阻。

微热管应用

  大功率LED散热的应用

  随着LED、微电子技术的发展芯片的集成度不断提高其发热功率不断增加。而在一些半导体制造设备区河练收临西计免中的大功率发热元件其热通量甚至达到250W/cm。要有效实现这些高热通量发热器件的散热不仅需要在相对低温下的高效吸热同时需要将吸收的热量有效地输运至热沉并高效地释放出热量。

  针对目前大功率LED灯的散热问题,研量几备击切配及岩弱而制了高效散热器件---平板微热管阵列。实验表明,平板微热管阵列具有良好的热输运能力,当蒸发段表面待六落矛依含哪服春过物温度为69.5℃时,热流密度能够达到143.2W/cm2。利用该平板微热管阵列设计了用于LED散热的散热装置,并进行了相关的实验测令线色农袁识型值富含行试和模拟研究。结果表句语扬苗延止菜皮需紧明,该散热装置散热效果良好,测得的光源基座处的温度均低于70℃,大大低于对结温的要求。模拟结果与实验结果误差在4%以内,模型合理,可以用于该散热装置的优化设计。

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