換熱器原理與設(shè)計(jì)課件第六章電子設(shè)備散熱新技術(shù)-資料下載頁(yè)
2025-02-21 10:27本頁(yè)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(lái)設(shè)計(jì)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(shè)備的工作環(huán)境條件（地面、海上或航空等）來(lái)估計(jì)重力場(chǎng)對(duì)熱管工作的影響，同時(shí)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(biāo)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(yīng)相容，對(duì)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(diǎn)與臨界溫度之間，一般以接近工質(zhì)的沸點(diǎn)為宜。 ③ 工質(zhì)的品質(zhì)因素高。 ④ 重力場(chǎng)條件下的熱管，工質(zhì)的選用應(yīng)計(jì)及毛細(xì)力的提升高度。 ⑤ 選用的工質(zhì)無(wú)毒、不易爆、使用安全。某些器件（如行波管）用的工質(zhì)還應(yīng)具有良好的電絕緣性能。 2 適合電子設(shè)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(xì)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(xì)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(jiǎn)單、可靠、經(jīng)濟(jì)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(dǎo)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(shè)計(jì) 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(qiáng)度的校核。 1 材料 ① 與工質(zhì)相容（參考表 98選?。?； ② 濕潤(rùn)性良好； ③ 導(dǎo)熱系數(shù)高； ⑤ 足夠的機(jī)械強(qiáng)度和良好的加工性能。 適合于電子設(shè)備熱管用的管殼材料主要有紫銅無(wú)氧銅、鋁合金、不銹鋼等。 ① 管徑設(shè)計(jì) 管徑設(shè)計(jì)的一個(gè)基本原則就是管內(nèi)的蒸汽速度不超過(guò)一定的極限值，這個(gè)極限值就是在蒸汽通道中最大馬赫數(shù)不能超過(guò) ，這時(shí)蒸汽流動(dòng)可以被認(rèn)為是不可壓縮的流體流動(dòng)，軸向溫度梯度很小，可以忽略不計(jì)。 ② 管殼設(shè)計(jì) 熱管部工作時(shí)，一般處于負(fù)壓狀態(tài)（低溫?zé)峁艹猓?，外界壓力一般為大氣壓力，故可以不考慮管殼失穩(wěn)的問(wèn)題，因而管殼的設(shè)計(jì)主要從強(qiáng)度考慮。管殼壁厚由強(qiáng)度計(jì)算所得壁厚加上腐蝕裕度得出，端蓋則可以按照平板的設(shè)計(jì)較容易的設(shè)計(jì)。 ③ 吸液芯設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)吸液芯的依據(jù)是毛細(xì)極限的計(jì)算。 ④ 毛細(xì)極限的檢驗(yàn) ⑤ 驗(yàn)算 驗(yàn)算攜帶極限、沸騰極限，最后核算 Re數(shù)，驗(yàn)算是否為層流流動(dòng)。 2管殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 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(shè)計(jì)成扁平結(jié)構(gòu)，如圖 915所示。 當(dāng)熱源與冷卻裝置需要進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)時(shí)，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(qiáng)度校核 由于各種管殼需要承受工質(zhì)蒸發(fā)時(shí)所產(chǎn)生的蒸氣壓力（例如，水在 200℃ 時(shí)，蒸氣壓力可達(dá) ；氨在 40℃時(shí)可達(dá) ），因此需對(duì)管殼的強(qiáng)度進(jìn)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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