(c) 3号沟槽下板 (d) 4号沟槽下板
(e) 沟槽上板设计图
图2-1 均温板沟槽尺寸
表2-1 均温板沟槽尺寸
沟槽1号下板 沟槽2号下板 沟槽3号下板 沟槽4号下板
总厚(mm) 6 6 6 6
槽深(mm) 0.6 0.6 0.6 0.6
槽宽(mm) 0.3 0.5 0.3 0.3
槽数量 48 48 60 60
2.1.2 工质及充液率的确定
均温板依靠流体工质的相变及流动将热量从一面转移到另一面,可见流体工质的确定对均温板来说至关重要,可以说液体工质的选择关乎均温板的散热性能、可靠性以及工作年限。在选择工质时还要考虑其与板材、毛细吸液芯的化学相容性等问题[18]。
一般来说,若工质的蒸发潜热较大,则可以在同等流量下带走更多的热量。若工质的表面张力越大,则当孔径一定时能使毛细吸液芯拥有更强的毛细吸力。有实验表明,当有相同的加热功率时,水作为流体工质的平板热管具有较小的热阻。这就是由于水相对其它工质而言具有较大的蒸发潜热和表面张力,同时水与板材、毛细吸液芯能很好地相容。丙酮和乙醇在蒸发潜热和表面张力上接近,但都小于水。在同一温度下丙酮的黏性比乙醇的黏性小,则丙酮在均温板内流动时所受的摩擦力更小,因此在选择工质时丙酮要优于乙醇。综合起来考虑,本次实验以水来填充均温板[19-20]。
若均温板内存在不凝性气体,那么将对其性能造成影响。如果冷凝面有不凝气体存在,会直接影响均温板的在轴向的传热能力。如果毛细吸液芯内滞留有不凝气体,则可能造成吸液芯堵塞、回流不畅,均温板也就无法正常工作。分析均温板内不凝气体主要有三个来源:(1)流体工质将壳体内表面及吸液芯腐蚀,产生H2、O2等不凝气体;(2)在进行均温板的封装时,常将工质注入后才抽真空,这样并不能保证较高的真空度,常会有一部分残留气体。(3)以水填充均温板前未对其进行处理,致使水中仍溶有部分空气。因此,我们选择与均温板上下板材料以及毛细芯能很好相容的水作工质,在填充工质前对水进行脱气处理[21]。
充液率指充入的水的体积占吸液芯的百分比,充液率的大小也会影响均温板的性能,表2-2为4块均温板的充注量。
表2-2 均温板各板的充注量
型号 沟槽1号板 沟槽2号板 沟槽3号板 沟槽4号板
充注量(ml) 1.9 0.9 1 5
充满吸液芯比例(%) 100 45.0 47.7