Applied Thermal Engineering ( IF 6.1 ) Pub Date : 2021-07-02 , DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2021.117200 Vincent Ayel 1 , Maksym Slobodeniuk 1, 2 , Rémi Bertossi 2 , Cyril Romestant 1 , Yves Bertin 1
由于当前小型化和发热增加的趋势,现代微型和高功率电子系统的热管理已成为一个逐渐具有挑战性的问题。传统的冷却方法,例如自然对流和力对流,已经不足以应对电子工业、运输和空间应用中的新挑战,在这些应用中,热管理系统的尺寸、质量、自主性、高密度和整体系统可靠性起着至关重要的作用。与主动式技术不同,热管是被动式传热装置,没有移动机构,因此具有更高的可靠性,即使它们受到毛细管、粘性和/或重力因素的限制。相比之下,脉动热管(也称为振荡热管)最近成为越来越受关注的来源:首先,由于对内部两相现象的复杂性着迷;其次,由于新的应用正在迅速提高该设备的技术准备水平,适用于地面和空间环境。脉动热管制造可分为两类:经典的管状脉动热管和平板脉动热管。前者是由像蛇形一样围绕热源和冷源排列的单个管子制造和开发的,而后者是从金属板上获得的,该金属板包括一个雕刻的蛇形单通道,并在其顶侧由第二块板密封。这两种制造概念导致操作行为的差异,值得注意的是为了更好地了解设备的功能。其次,由于新的应用正在迅速提高该设备的技术准备水平,适用于地面和空间环境。脉动热管制造可分为两类:经典的管状脉动热管和平板脉动热管。前者是由像蛇形一样围绕热源和冷源排列的单个管子制造和开发的,而后者是从金属板上获得的,该金属板包括一个雕刻的蛇形单通道,并在其顶侧由第二块板密封。这两种制造概念导致操作行为的差异,值得注意的是为了更好地了解设备的功能。其次,由于新的应用正在迅速提高该设备的技术准备水平,适用于地面和空间环境。脉动热管制造可分为两类:经典的管状脉动热管和平板脉动热管。前者是由围绕热源和冷源像蛇形一样卷曲的单管制造和开发的,而后者则是由金属板制成,该金属板包括一个雕刻的蛇形单通道,并在其顶侧由第二块板密封。这两种制造概念导致操作行为的差异,值得注意的是为了更好地了解设备的功能。这正在迅速提高该设备的技术准备水平,适用于地面和太空环境。脉动热管制造可分为两类:经典的管状脉动热管和平板脉动热管。前者是由像蛇形一样围绕热源和冷源排列的单个管子制造和开发的,而后者是从金属板上获得的,该金属板包括一个雕刻的蛇形单通道,并在其顶侧由第二块板密封。这两种制造概念导致操作行为的差异,值得注意的是为了更好地了解设备的功能。这正在迅速提高该设备的技术准备水平,适用于地面和太空环境。脉动热管制造可分为两类:经典的管状脉动热管和平板脉动热管。前者是由像蛇形一样围绕热源和冷源排列的单个管子制造和开发的,而后者是从金属板上获得的,该金属板包括一个雕刻的蛇形单通道,并在其顶侧由第二块板密封。这两种制造概念导致操作行为的差异,值得注意的是为了更好地了解设备的功能。和平板脉动热管。前者是由像蛇形一样围绕热源和冷源排列的单个管子制造和开发的,而后者是从金属板上获得的,该金属板包括一个雕刻的蛇形单通道,并在其顶侧由第二块板密封。这两种制造概念导致操作行为的差异,值得注意的是为了更好地了解设备的功能。和平板脉动热管。前者是由像蛇形一样围绕热源和冷源排列的单个管子制造和开发的,而后者是从金属板上获得的,该金属板包括一个雕刻的蛇形单通道,并在其顶侧由第二块板密封。这两种制造概念导致操作行为的差异,值得注意的是为了更好地了解设备的功能。
本文回顾了最近关于平板脉动热管的热和流动行为的科学实验研究,由于与经典管状管相比,它们的结构不同,导致不同的热流体力学行为,因此引起了人们的特别关注。不同之处在很大程度上可以通过方形或矩形通道来解释,导致角落处的毛细管泵浦,以及与板的几何连续性相关的热扩散效应。自诱导蒸发的局部研究表明,方形通道比圆形通道的蒸发过程更快,后来通过 FPPHP 通道形状的比较测试证实了这一点。此外,在水平方向上测试的 FPPHP 比管状的更容易受到蒸发器区的干燥。基于这些考虑,首先介绍局部流体动力学可视化和物理分析的文献概述,以充分理解现象学方面,这将有助于分析以下部分:最有影响的参数(通道尺寸、流体/材料、几何形状)方面、操作条件);热性能和显着改进的尝试,最后是潜在的应用领域和用于制造平板脉动热管的工艺。附录中的综合强调了许多论文的有效热导率行为,其参数包括蒸发器上应用的热通量、文献中的性能指标或水力直径与毛细管长度比,显示其随热通量和直径的增加趋势。最后,一个表格收集了所有可用的材料和几何特征以及所提供文献中测试的所有设备的操作条件。
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