微流体技术在电子芯片冷却中的应用研究进展

随着微电子技术向小型化集成化及高频高速方向发展,计算机芯片集成度的提高受到因电子元器件发热而引起的热障所限制,芯片冷却问题成为影响计算机进一步发展的关键因素之一。介绍了电子芯片发展的现状及主要冷却方法的发展,从冷却驱动器件、微通道结构各个角度论述了微流体技术在电子芯片冷却中的重要作用,重点介绍了微槽道冷却和微喷冷却的微流体技术特征,论述了压电泵、电渗、热管等微流体驱动技术在冷却液驱动的应用。     

电子器件冷却技术

文章讨论了电子冷却的对象和冷却方法;论述了微通道冷却、新型热管、热喷射、集成热路等新的冷却方法;介绍了介观制冷器、热电子发射制冷开发中的冷却/制冷技术.     

相变传热与热管技术在石油工业中的应用

本文介绍热管的物理原理及其工作，举出热管技术在石油工业中的应用两例。     

相控阵雷达T/R组件冷却仿真研究

针对相控阵雷达冷却存在的问题,提出采用热管技术对其进行冷却,建立了某型雷达T/R组件热分析模型,基于有限体积法对T/R组件进行了自然冷却、液体冷却和热管冷却的仿真分析,仿真结果表明:热管冷却方法对于相控阵雷达T/R组件具有良好的冷却效果和综合性能。     

低温脉动热管的研究进展

阐述了低温脉动热管的原理和特点,分析了低温脉动热管与中高温脉动热管的不同之处,总结了低温脉动热管理论模拟和实验两方面的研究现状和发展趋势,介绍了在快速细胞冷冻和超导磁体冷却上的应用示例,并针对研究现状,指出了目前低温脉动热管研究存在的问题,提出了未来的研究和发展方向。     

微型热管的研究进展

微型热管是伴随微电子技术的发展而发展起来的一门新兴技术,是有效冷却高热流密度电子器件的主要途径之一。阐述常用的微型热管即脉动热管、微槽平板热管、环路热管的研究现状和进展,总结微型热管研究所面临的困难和挑战,指出微型热管的发展趋势,认为必将广泛应用于电子器件冷却、航空航天及计算机等领域。     

热管技术及其在工程中的应用

本文在阐述了热管技术基本原理的基础上，概括了热管技术的广阔应用前景，并讨论了热管技术在工程技术中的具体应用方法。     

多蒸发器CPL热管及纳米流体应用于热管的研究进展

毛细泵回路热管(CPL)具有较高的传热能力,控温能力强,在航空和电子元器件的冷却方面具有广泛的应用背景,采用纳米流体强化热管内部的传热性能获得了越来越多的关注.文中首先介绍了多蒸发器CPL热管的工作原理、特点及研究现状;其次分析纳米流体应用于各种热管强化传热的研究现状,指出以纳米流体为工质的多蒸发器CPL的特点及其优势...     

平板脉动热管的流动和传热特性研究

平板脉动热管是一种新型、高效的传热元件,在电子元器件的冷却领域具有广阔的应用前景.本文对正方形截面的平板角管脉动热管建立了稳态运行的物理和数学模型.铜一丙酮热管的计算结果表明,加热功率、冷却段长度、充液率等因素对管内液塞运动速度和热管的热性能的影响较大;热管的当量水力直径越小,其热阻越大,计算所得的热管热阻在0.01～0.1 K/W之间.     

应用逆Marangoni效应的热管技术研究进展

热管因其传热性能高、热流密度大、结构紧凑等优势,在电子设备冷却等领域应用广泛。某些混合溶液在一定浓度和温度范围内表面张力随温度升高而增大,用作热管工质时可大幅度提升热管的传热性能。本文总结了引起逆Marangoni效应的混合流体在不同热管中的应用及其对热管传热性能的影响。目前的研究表明,具有逆Marangoni效应的自润湿流体作为热管工质时,最高临界热流密度与水相比可提高2.5倍。     

微型热管传热极限的研究

热管技术已在电子设备散热领域得到广泛应用。热管的传热能力虽然很大,但不能无限加大热负荷。文中讨论了热管的主要极限如沸腾极限、毛细极限、粘性极限、声速极限、携带极限等的理论表达式,就一种实验用微槽平板热管进行了理论计算,得出了毛细极限是实验热管主要传热极限的结论。     

照明用大功率LED回路热管散热器的研究

分析了照明用大功率LED封装的散热特性,提出了一种用于大功率LED系统散热的回路热管;研究了热负荷、倾角、加热方式等对热管的起动性、均温性、热阻等的影响。试验结果表明,所设计的热管散热器的热阻在0.19K/W~3.1K/W之间,蒸发器的均温性被控制在1.5℃以内,满足大功率LED封装的均温性要求,在热负荷为100W时,蒸发器的温度被控制在100℃以下,满足大功率LED结点温度的控制要求。     

热管换热器用于LED冷却系统的实验研究

研发了一系列将发光二极管(LED)散热与热管传热相结合的用于大功率LED冷却的热管散热器,并对其传热性能进行了实验研究。结果表明,该系列热管散热器具有良好的散热能力,能将节点温度控制在70℃以下,满足了大功率LED对结点温度的控制要求;实验结果还表明,翅片结构不同,换热器散热能力明显不同,所研发系列异形翅片热管换热器的散热能力明显高于目前常用的普通矩形翅片热管换热器,其中以外翻形翅片热管换热器散热能力最好;还研究了热管换热器工作倾角对其散热能力的影响,并给出了热管排布数量、翅片材质及结构对换热器散热性能、换热装置体积、成本及质量的影响。     

前缘一体化高温热管结构防热效果的实验研究

为了研究复杂构型前缘一体化高温热管结构在高热流密度状态下的防热效果, 设计了飞行器气动加热轨道, 实现了高温热管低状态完全启动、高状态极限考核。然后采用超声速电弧风洞驻点自由射流结合轨道模拟技术, 模拟乘波体飞行器的前缘疏导构件的气动加热环境, 开展了前缘一体化高温热管结构防热效果研究。实验结果表明, 一体化高温热管结构能够多次使用, 低状态下高温热管的启动时间约为115 s, 在高状态下结构依然有效, 降温系数达到24.5%, 验证了前缘疏导式防热结构的防热效果, 可为未来新型高超声速飞行器非烧蚀热防护系统的设计提供指导。      

新型平板热管式太阳能集热技术

利用二维微通道阵列平板热管,提出了全新平板式太阳能集热技术及其热水系统,测试了平板微热管基本性能,将其应用于平板太阳能热水器,研制成功了新型平板热管式太阳能热水器,测试了热水器性能,其逐时最高效率为87.82%,日平均效率高达65.98%,且不受时域和地域限制,并具有成本低、抗冻、承压、紧凑、轻巧、不结垢等优点,整体性能优越,应用前景极其广阔。     

基于热阻网络的大功率LED热管散热研究

LED结温高一直是大功率LED发展的技术瓶颈,随着单位热流密度的不断攀升,在自然冷却条件下,单纯的直肋热沉散热方式已不能满足散热要求。应用热管技术设计了热管散热系统,对该系统的传热机理和传热路线进行分析,建立该系统对应的热网络模型,对各部分热阻进行分析与计算,求得总的理论总热阻,计算得出理论结温;同时应用有限元方法对该系统进行仿真分析,对LED模块（0.025 m0.025 m0.005 m）输入30 W 电功率,得出其仿真结温稳定在58.19℃,满足结温小于65℃的要求,说明应用热管的散热系统满足设计要求。由热阻网络模型计算得出的理论结温为57.43℃,与仿真结果相差0.76℃,其误差仅为1.31％,验证了理论分析计算的正确性,对实际工程中热设计具有指导意义。     

电磁发射装置轨道热管理冷却管道的力学设计

为了解决电磁轨道发射器在实际应用中遇到的高热量积累问题,需要对轨道进行冷却。基于多物理场耦合仿真平台Comsol Multiphysics,从轨道结构特性和电气特性两个方面进行分析,提出了在轨道内部设置冷却管道的基本规律。建立发射器的电磁场和结构场耦合模型,利用有限元法对预紧力和电动力作用下的轨道响应进行数值计算。仿真结果表明,设置冷却管道会对轨道造成材料损失,进而影响轨道性能,冷却管道应当尽可能远离肩部与枢-轨接触面连接处,并提出了冷却管道位于轨道不同位置时,轨道的形变规律和电感梯度变化规律,为轨道热管理冷却管道的设置方案提供了理论依据。     

低温热管传热性能的实验研究

热管是一种高效的传热元件,低温热管可望在超导磁体冷却、空间探索方面获得广泛应用.本文对热虹吸管的传热特性进行了实验研究.研究结果表明,在同样加热功率的条件下,与相同形状和尺寸的紫铜导热棒相比,在加热功率较高的条件下,低温热管的传热性能远远优于紫铜棒的传热性能,完全能够满足超导磁体的冷却要求.     

带气膜孔内部冷却通道的流动传热特性

燃气轮机高温透平内部冷却通道中弯头、肋片和气膜孔之间存在着复杂的交互作用。本文采用瞬态液晶技术对光滑通道、无抽吸的带肋通道和有气膜孔抽吸的带肋通道的表面传热分布和沿程压力损失进行了详细测量,同时采用RANS数值模拟方法研究其流场特性。结果表明180°弯头产生的大分离是压力损失的主要因素,45°斜肋片产生的螺旋形流动在弯头与大分离交互作用明显,气膜孔抽吸破坏孔附近边界层使得肋间传热而相对集中于孔附近。在13%抽吸量条件下,气膜孔抽吸降低U型通道中压力损失约20%,同时保持传热强化程度与无抽吸工况相同。