摘要：元器件的小型化和性能的提升使电子器件功率不断提高,优越的散热性能对于保证电子器件的可靠性具有重要意义。本文搭建了泵驱动的制冷剂相变冷板冷却实验系统,设计加工了4块不同材质(铜、铝)和流道高度(10、15 mm)的相变冷板,对散热功率为200~1000 W、热流密度为4.4~22.2 W/cm^(2)的集中热源在制冷能力为3~11 kW和不同热源位置时的冷板换热性能、阻力特性及泵功耗进行了研究。结果表明:相变冷板换热性能优越,在应对散热量为1 kW、热流密度为22.2 W/cm^(2)的集中热源时,传热系数最高可达26 kW/(m^(2)·℃),在系统总阻力小于20 kPa、制冷剂泵功耗小于20 W时可以实现模拟热源表面与制冷剂温差小于15℃,可以利用天然冷源进行散热,实现节能;相变冷板的换热特性可由翅片效率计算式和Kandlikar传热关联式进行描述,使用理论公式计算出的冷板温差与实际值偏差小于1℃,可以指导冷板流道设计。

摘要：针对高热流密度电子元器件的散热问题,设计加工了5块不同结构、不同加工方式的相变换热冷板,并研究了泵驱动相变换热冷板结构参数、热流密度、制冷剂流量、热源布置等因素对冷板换热性能、阻力、泵功耗等方面的影响。结果表明:所设计的钻孔冷板换热性能优异,对总发热量5000 W、热流密度38 W/cm^(2)的分散热源进行散热时,热源表面与冷板内制冷剂温差小于25℃,同时冷板阻力小于30 kPa,泵功耗小于35 W;冷板的加工方式对其换热效果影响显著,冷板应尽量采用一体化设计,减少热传递的环节,避免不同材料嵌合产生的接触热阻;当多个热源热流密度不同时,将热流密度较大的热源布置在靠近冷板入口处有更好的换热效果。