換熱器原理與設計課件第六章電子設備散熱新技術(shù)-資料下載頁
2025-02-21 10:27本頁面
【正文】 子器件耗散功率的大小以及溫度控制的要求 —— 均溫、恒溫或控溫，來設計蒸發(fā)端、冷凝端、吸液芯和管殼的幾何形狀、尺寸。 ⑷ 工作環(huán)境 根據(jù)電子設備的工作環(huán)境條件（地面、海上或航空等）來估計重力場對熱管工作的影響，同時確定冷凝端與冷卻介質(zhì)的連接方式。 ⑸ 結(jié)構(gòu)尺寸 用戶提供的熱管外形、尺寸及重量等指標要求。 二、工質(zhì)選擇 1 選擇要求 ① 工質(zhì)與管殼材料及吸液芯應相容，對熱管的安全工作和可靠性不產(chǎn)生有害的影響。 ② 工質(zhì)的工作溫度范圍可選在工質(zhì)的凝固點與臨界溫度之間，一般以接近工質(zhì)的沸點為宜。 ③ 工質(zhì)的品質(zhì)因素高。 ④ 重力場條件下的熱管，工質(zhì)的選用應計及毛細力的提升高度。 ⑤ 選用的工質(zhì)無毒、不易爆、使用安全。某些器件（如行波管）用的工質(zhì)還應具有良好的電絕緣性能。 2 適合電子設備用的熱管工質(zhì) 三、吸液芯的選擇 吸液芯的兩大作用：① 提供足夠的毛細泵力；② 將液體均勻分布在蒸發(fā)端上。 1 選擇要求 ① 吸液芯要有足夠的毛細泵力； ② 具有較高的滲透率； ③ 吸液芯的傳熱特性好； ④ 吸液芯具有足夠的剛性，以保證和管壁的緊密接觸； ⑤ 制造簡單、可靠、經(jīng)濟型好。 2 吸液芯的類型 3 吸液芯的滲透率 4 吸液芯的有效導熱系數(shù) 5 吸液芯的特性 6 吸液芯的傳熱系數(shù) 四、管殼設計 ⑴ 材料的選用； ⑵ 結(jié)構(gòu)形式及幾何形狀的確定； ⑶ 管殼強度的校核。 1 材料 ① 與工質(zhì)相容（參考表 98選?。?； ② 濕潤性良好； ③ 導熱系數(shù)高； ⑤ 足夠的機械強度和良好的加工性能。 適合于電子設備熱管用的管殼材料主要有紫銅無氧銅、鋁合金、不銹鋼等。 ① 管徑設計 管徑設計的一個基本原則就是管內(nèi)的蒸汽速度不超過一定的極限值，這個極限值就是在蒸汽通道中最大馬赫數(shù)不能超過 ，這時蒸汽流動可以被認為是不可壓縮的流體流動，軸向溫度梯度很小，可以忽略不計。 ② 管殼設計 熱管部工作時，一般處于負壓狀態(tài)（低溫熱管除外），外界壓力一般為大氣壓力，故可以不考慮管殼失穩(wěn)的問題，因而管殼的設計主要從強度考慮。管殼壁厚由強度計算所得壁厚加上腐蝕裕度得出，端蓋則可以按照平板的設計較容易的設計。 ③ 吸液芯設計 設計吸液芯的依據(jù)是毛細極限的計算。 ④ 毛細極限的檢驗 ⑤ 驗算 驗算攜帶極限、沸騰極限，最后核算 Re數(shù)，驗算是否為層流流動。 2管殼結(jié)構(gòu)設計 2 管殼結(jié)構(gòu) ⑴ 圓管 用光管或在圓管內(nèi)壁加工成軸向槽或周向螺紋槽。 ⑵ 同心圓筒組成 的徑向熱管 圖 914為 10kW調(diào)速管熱管散熱器。 ⑶ 扁平熱管 ⑷ 柔性熱管 小功率電子器件或集成電路用的熱管管殼可設計成扁平結(jié)構(gòu)，如圖 915所示。 當熱源與冷卻裝置需要進行相對移動時，通常在絕熱端做成便于彎曲的波紋金屬管，而蒸發(fā)端和冷凝端均為剛性結(jié)構(gòu)，如圖 916。 3 管殼強度校核 由于各種管殼需要承受工質(zhì)蒸發(fā)時所產(chǎn)生的蒸氣壓力（例如，水在 200℃ 時，蒸氣壓力可達 ；氨在 40℃時可達 ），因此需對管殼的強度進行校核，以保證熱管安全工作。 圓形熱管管壁的厚度 m2 ipd? ???????? 式中： p —— 最高的飽和蒸氣壓力， Pa； di —— 圓形管內(nèi)徑， m； [ζ] —— 管殼材料的許用壓力， Pa。
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