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微热管技术在LED散热问题中的应用

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微热管技术在LED散热问题中的应用

发布日期:2016-07-12 00:00 来源:http://www.guotaotoys.com 点击:

微细热管与常规热管最大区别在于微热管内单位蒸汽流量的壁面比表面积提高,因而可实现传热的强化。

出于为电子器件冷却的目的,Cotter在1984年提出“微型热管”的概念以来,微型热管的结构经历了重力型、具有毛细芯的单根热管,到具有一簇平行独立微槽道的平板热管,进而发展到内部槽道簇之间通过蒸汽空间相互连通的形式。近十几年来,用于冷却电子元器件的微热管技术得到了很大的发展,国内外有许多学者进行了研究。但至今没有成熟的技术与产业化产品。

从传热观点看,微细热管与常规热管最大的区别在于微热管内单位蒸汽流量的壁面比表面积大大提高,因而可以实现传热的强化。平板微热管阵列(micro-heatpipearray),即将多个同时形成的、彼此完全独立的微细热管组合在一起(而不仅仅是微通道阵列热管),各个微细热管间不连通,且每个微热管内表面可带有微槽群等强化换热的微结构。这样的平板微热管阵列与现有的平板热管和单根微热管相比,特点在于:第一,多根微热管并联解决了微热管由于微尺度造成的热输运能力小的问题;第二,内部的结构使得相变换热面积大大增加。因为微热管之间的铝质壁面具有很好的导热性能,能够将加热面的部分热量传导到与其相对的微槽面上,在整个微热管的周面都有相变发生。无论蒸发段还是冷凝段,单位蒸汽流通量的散热能力得到极大强化。第三,微细热管之间的间壁在结构上起到了“加强筋”的作用,大大增强了平板微热管阵列的承压能力。第四,平板微热管阵列的外形扁平,能够方便地与换热面贴合,克服了常规圆形截面的重力热管需要增加特殊结构才能与换热面紧密贴合的缺点,减小了界面接触热阻。

平板微热管阵列材料为铝合金,宽度、长度、厚度可任意调整,内部有一定数量和尺寸相同的、并排排列彼此独立的微细热管,每个微热管内有微槽群结构。这种结构使得平板微热管阵列具有很高的可靠性,即使出现其中某个微热管损坏的情况,其他独立的微热管仍然可以正常工作,因此平板微热管阵列的可靠性远远高于连通结构热管的可靠性。

平板微热管阵列是种具有超导热性能的导热元件,其表观热传导率是同样金属材质热传导率的5000倍以上,是具有同样断面积的传统圆形热管的换热能力的10倍。利用平板微热管阵列技术,每平米为200~400根,独立运行的微热管是高传热性、高可靠性;微热管阵列应具有承压能力强、能够与换热表面很好贴合、热输运能力强、性价比高等特点。能够解决目前电子芯片散热、LED灯散热等领域内高热流密度的散热问题。


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