蒸汽腔型热管散热器三维瞬态热分析

摘要

本文通过建立蒸汽腔型热管散热器三维非稳态计算模型，对不同风速及温度水平下的运行工况进行了对比热分析，并分析了冷凝段直肋厚度对蒸汽腔型热管散热器传热性能的影响。分析结果表明：当蒸汽腔型热管散热器工作温度一定时，冷凝段空气出口温度随运行时间逐渐升高，运行大约10分钟左右达到稳定：在设计风速2m/s下，蒸汽腔型热管散热器在-25～+45℃能正常工作，工作温度最大不能超过52℃，否则冷凝段空气进出口温差超过15℃。达不到设计技术要求：在中国年平均最大风速5 m/s下，蒸汽腔型热管散热器工作温度最大不能超过61℃，否则达不到设计技术要求：冷凝段空气出口温度随热管壁温增大而增大，空气和肋片及热管壁面进行对流换热，热管壁温明显高于空气通道出口温度，冷凝段直肋起到很好的散热作用，能使冷凝段的工质冷却成液体并在重力和毛细力的作用下回流到蒸发段，从而保证蒸汽腔型热管散热器良好的传热性能和等温性能;随着风速的增大，对流换热增强，蒸汽腔型热管散热器冷凝段传热量明显增大;随着冷凝段直肋厚度增加，热阻增大，空气通道出口温度升高，直肋与空气间的对流换热减弱，为了充分发挥直肋与空气问对流换热，直肋厚度应尽可能薄，由于在实际加工制作中还要考虑肋基与热管壁面焊接以及材料的强度等，综合考虑后，直肋厚度宜设计为0.25mm。研究结果为蒸汽腔型热管散热器的设计提供了一定的指导依据。