平板熱管用于散熱冷卻強化傳熱試驗研究.pdf

1、本文在本課題組前期工作的基礎上，對平板熱管的結(jié)構(gòu)進行改進，為了提高熱管的冷卻效果，使用了一體化的翅片管作為平板熱管的冷凝端，選擇質(zhì)量濃度為0.5％的氧化鋁納米流體作為傳熱工質(zhì)，選用泡沫銅作為吸液芯，搭建試驗臺架并設計試驗方案對系列平板式熱管進行傳熱特性試驗，研究了不同制備方法泡沫銅吸液芯和孔隙率、連通孔、充液率、納米流體基液、熱源分布、傾角和冷卻方式對平板熱管的傳熱性能影響，并與本課題組前期平板熱管的傳熱性能進行了對比。在前期平板熱管的

2、基礎上研究了納米顆粒沉積對平板熱管傳熱性能的影響。
　　本文試驗結(jié)果如下：
　　1）泡沫銅吸液芯孔隙率對納米流體平板熱管傳熱性能有明顯的影響。其對平板熱管傳熱性能因泡沫銅吸液芯制備方法引起的孔隙微觀結(jié)構(gòu)特點和表面特征而差異較大。試驗范圍內(nèi)，電化學法泡沫銅吸液芯平板熱管傳熱性能隨孔隙率提高而降低，而粉末復合法泡沫銅吸液芯平板熱管的傳熱性能隨孔隙率提高而升高。與電化學法制得的泡沫銅吸液芯相比，粉末復合法制得的泡沫銅吸液芯具有更高

3、的毛細抽吸力，粗糙度更大，理論上作為熱管吸液芯具有更好的傳熱性能。但是過大的表面粗糙度產(chǎn)生過密的氣泡反而會發(fā)生阻塞效應，表現(xiàn)為電化學沉積法制得泡沫銅吸液芯熱管具有更好的傳熱性能。
　　2)平板熱管的連通孔不但能改善熱管蒸發(fā)端的均溫性，而且能減小熱管熱阻，提高熱管的傳熱性能。
　　3)在相同的條件下，本文的平板熱管與本課題組前期的平板熱管相比，最大傳輸功率提高了15%以上，具有更小的傳熱熱阻。
　　4)充液率過低或過高都

4、會降低平板熱管的傳熱性能，與42%和62%充液率相比，本文的最佳充液率為50%。
　　5)與乙醇基和丙酮基納米流體相比，水由于具有更高的汽化潛熱和和更大的表面張力，水基納米流體泡沫銅平板熱管具有更小的換熱熱阻。
　　6)相較于部分中間和部分側(cè)面，在全部中間的加熱方式下平板熱管具有更小的傳熱熱阻。在部分中間和部分側(cè)面的負荷分布下，熱源位置的改變只會改變熱管蒸發(fā)端壁溫最高點的位置，對熱管的整體傳熱性能沒有太大的影響。
　　

5、7)試驗結(jié)果表明，隨著熱管軸向傾角的增加，熱管的傳熱性能降低。在小角度范圍內(nèi)，熱管熱阻增加比較緩慢，當角度增加到一定程度時，傳熱性能迅速惡化，熱阻急劇升高。
　　8)在相同的條件下，冷卻風速的增加能在一定程度上提高熱管的傳熱性能。隨著風速的增加，熱管熱阻降低，當風速增加到一定程度，熱管熱阻變化很小。
　　9)經(jīng)過一段時間放置的平板熱管由于納米顆粒的沉積不但使得熱管的均溫性變差，而且會降低熱管的傳熱特性，隨著加熱功率的升高，一