D。H。Min 等[27]提出了一种六边形阵列布置腔体的平板热管(MAHPS),其结构 如图 1-10 所示,这种结构能够有效的转移中央热源的热量,同时建立了其三 维模型并进行了最优化计算,其结果显示,在直径 5cm 的平板热管中若有一个 直径 1cm 的加热源,则柱型结构的最优数量为 37,且过热度限制在 10℃,相较 于均匀布置的热管,这种六边形布置拥有更低的热阻。
图 1-10 MAHPS 结构示意
Wang 和 Peterson[28]设计了一种采用烧结铜网作为吸液芯的平板热管,针对 其设计出的热管的最大导热能力进行了探索研究,发现这种热管的最大换热性
能收到铜网孔目数量、铜丝半径、铜网堆叠层数、热管放置角度的多重影响, 最终指出,在使用 1。2mm 直径的铜丝制作吸液芯时具有最好的导热性能。
Vadakkan 等[29]尝试了使用碳纳米管作为平板热管的吸液芯,因为碳纳米碳 管极强的导热能力,热管的导热系数得到了明显的提升。Zaghdoudi M。C。 等[30] 通过轴向槽道与金属丝网的组合吸液芯得到了 2 至 3 倍紫铜之当量导热系数的 微型热管。
Hrustalev 等[31]建立了相关热管的最大导热和热阻模型,充分分析了充注量, 接触角,两相界面的剪切力等,计算归纳出两相界面的剪切力是影响热管传热 性能的主要参数,即携带极限。Launay 等[32]也对文献[31]中相同类型的热管进 行了研究,着重分析其薄液膜在蒸发侧和冷凝测的特性。
Aghvami 和 Faghri [33]建立了在不同加热/冷却工况下的简化流体流动模型, 同时通过计算绘出了二维温度分布情况,蒸汽流量分布情况,蒸汽/液体轴向压 力的分布情况,并且指出当四周围护壁面的导热忽略时,模型中关于蒸发侧和 冷凝侧的一干假设将和实际情况高度一致。
Kalahasti 和 Joshi [34]建立了一种新型均热板以进行数值研究和试验,期望 能够借机深入了解均热板的各个主要参数对于其性能的影响。他们主要研究参 数为均热板的尺寸、材料和各边界参数,发现均热板不同于常规热管,壁面的 导热性能将会大幅影响整体的性能表现,同时毛细极限也是制约均热板性能的 主要方面。
Chien 等[35]对一种使用金属网作为吸液芯的均热板进行了相关传热特性的 试验研究,其分别测试了由 50 目和 80 目金属网构成的(铜-水)均热板在不同 充液率,不同倾角时的工作特性,同时逐步计算了蒸发侧-绝热段-冷凝侧的热 阻,得出了相关经验公式,指出 80 目具有相较 50 目更好的性能。
Hamdy Hassan 和 Souad Harmand [36]提出了用于电子元器件冷却的均热板 的三维热传导及液体流动模型,展现了流体在蒸发侧和冷凝侧之间流动时的特 性,他们在热传导模型中使用能量方程来估算温度分布,且液体流动模型考虑 了液体的回流。最终他们对比实际试验数据与理论数值之间的差别以验证模型 的正确性,良好的匹配证明了他们的猜想。
S Lips, F Lefèvre 和 J Bonjour [37]对不同充液率,不同热流密度,不同槽道宽度大小的平板热管进行了实验研究,实验结果表明,较小的槽宽可以让液体 更好的滞留换热,从而降低了整体热阻,较大的槽宽则会降低毛细力,同时, 他们提出了关于充液率和槽道宽度的分布函数。
[1] 过增元 。 国 际 传 热 研 究 前 沿 —— 微 细 尺 度 传 热 [J]。 力学进 展,2000,30(1):1-6。
[2] 王榆文。平板式热管微流道液压成形之研究与热性能测试[D]。台湾:国立交 通大学,2013:1-72。