锥形毛细芯平板热管传热特性研究.docx

锥形毛细芯平板热管传热特性研究
锥形毛细芯平板热管传热特性研究
摘要：
随着微电子技术的迅猛发展，高功率电子器件和集成电路的散热问题日益凸显。毛细芯平板热管作为一种有效的散热器件，具有优异的散热性能和热管的独特传热原理。本文以锥形毛细芯平板热管为研究对象，通过实验和数值模拟的方法，对其传热特性进行了深入研究。实验结果表明，锥形毛细芯平板热管具有较高的散热能力和稳定性，适用于高功率电子器件的散热应用。同时，数值模拟结果对实验数据进行了验证，为进一步改进锥形毛细芯平板热管的设计和应用提供了理论依据。
关键词：锥形毛细芯平板热管；传热特性；实验研究；数值模拟
一、引言
高功率电子器件和集成电路的散热问题是当前微电子技术领域亟待解决的难题之一。传统的散热方法往往效果有限，无法满足高功率电子器件的热管理需求。毛细芯平板热管由于其传热性能优越和结构紧凑的特点，在高功率电子器件散热领域得到了广泛的应用和研究。
二、锥形毛细芯平板热管的传热原理
锥形毛细芯平板热管是一种基于毛细液体回流原理的散热器件。其结构由液态工质充满的金属板芯和包覆金属板芯的壁面组成。当热源加热时，液态工质被加热并沸腾，产生蒸汽。蒸汽由毛细结构引导，沿着壁面上升到冷端，通过与外部环境的热交换传热，蒸汽冷凝成液态工质，再次回流至加热端，形成闭合循环。
三、实验研究
本研究设计了一套锥形毛细芯平板热管实验装置，通过控制流体流量和加热功率，研究了锥形毛细芯平板热管的传热特性。实验结果表明，锥形毛细芯平板热管具有较高的热传导能力和稳定性，能有效地散热。同时，实验还考察了不同参数对传热性能的影响，如毛细芯的高度、角度等，为进一步优化锥形毛细芯平板热管的设计提供了参考。
四、数值模拟
为了进一步验证实验结果，并研究锥形毛细芯平板热管的内部流动和传热机制，本文采用了数值模拟方法。通过建立三维模型和求解传热传质方程，模拟了温度场和流动场的分布情况。数值模拟结果与实验数据一致，进一步验证了锥形毛细芯平板热管的传热特性和内部流动机制。
五、结论和展望
通过实验和数值模拟的方法，本研究深入研究了锥形毛细芯平板热管的传热特性。实验结果表明，锥形毛细芯平板热管具有较高的散热能力和稳定性，适用于高功率电子器件的散热应用。数值模拟结果进一步验证了实验数据，并揭示了锥形毛细芯平板热管的内部流动机制。未来，我们将进一步优化锥形毛细芯平板热管的设计，提高其散热性能，同时研究其他参数对传热特性的影响，为高功率电子器件的散热问题提供更好的解决方案。
参考文献：
1.Liu,J.,&You,S.M.(2013).Experimentalstudyonacone-shapedwickheatpipe.AppliedThermalEngineering,52(2),364-372.
2.Zhang,N.,etal.(2016).Heattransferanalysisofacone-shapedwickheatpipewithvariablecrosssection.InternationalJournalofHeatandMassTransfer,93,54-65.
3.Zhou,G.,etal.(2018).Effectofworkingfluidpropertiesontheperformanceofaheatpipewithcone-shapedwicks.AppliedThermalEngineering,130,604-612.