黃 俊，侍書(shū)成，龔驍敏

(中電?？导瘓F(tuán)有限公司， 浙江 杭州 310012)

一種用于高熱功率密閉計(jì)算機(jī)散熱的環(huán)路熱管系統(tǒng)*

黃 俊，侍書(shū)成，龔驍敏

(中電?？导瘓F(tuán)有限公司， 浙江 杭州 310012)

工作在潮濕、粉塵、腐蝕等惡劣環(huán)境下的電子設(shè)備需要密封，當(dāng)機(jī)箱內(nèi)部元器件的總發(fā)熱功率過(guò)高時(shí)急需一套有效的散熱系統(tǒng)來(lái)保證該電子設(shè)備安全穩(wěn)定地工作。文中設(shè)計(jì)了一種環(huán)路熱管系統(tǒng)。該環(huán)路熱管系統(tǒng)的蒸發(fā)段位于密閉機(jī)箱內(nèi)部，通過(guò)工質(zhì)的相變?cè)丛床粩嗟貙⒃骷臒崃總鬟f到位于機(jī)箱外側(cè)的冷凝段中。若PCB上電子元器件的結(jié)溫低于其上限值，則該環(huán)路熱管散熱系統(tǒng)滿足要求。理論計(jì)算和數(shù)值計(jì)算表明，該環(huán)路熱管散熱系統(tǒng)能夠很好地保證高熱功率密閉計(jì)算機(jī)安全穩(wěn)定工作。

高熱功率；密閉機(jī)箱；環(huán)路熱管；散熱

引 言

某些計(jì)算機(jī)工作在高濕度、多粉塵、充滿腐蝕性氣體等惡劣環(huán)境中，必須采用全密封性結(jié)構(gòu)。而如何將元器件的發(fā)熱量通過(guò)高效的途徑傳遞到密閉機(jī)箱外部的熱沉中是熱設(shè)計(jì)亟待解決的問(wèn)題[1]。另外一方面，傳統(tǒng)的密閉機(jī)箱散熱技術(shù)主要有集中供風(fēng)式冷卻法、熱交換器冷卻法和空氣調(diào)節(jié)器冷卻法[2]，以上3種方法都是通過(guò)強(qiáng)迫冷卻技術(shù)將密閉機(jī)箱內(nèi)的熱量帶走。但當(dāng)機(jī)箱的尺寸很小、機(jī)箱內(nèi)部元器件的發(fā)熱功率密度很高，且同時(shí)外界環(huán)境溫度也很高時(shí)，以上方法很難保證密閉機(jī)箱內(nèi)部具有一個(gè)有效穩(wěn)定的熱環(huán)境。當(dāng)機(jī)箱的尺寸很小時(shí)，密閉機(jī)箱內(nèi)部的空氣容量也很少，隨之產(chǎn)生的溫升速率就很高。為了能夠及時(shí)帶走內(nèi)部元器件的熱量，進(jìn)出機(jī)箱的空氣流量必須很大。這會(huì)給風(fēng)扇系統(tǒng)帶來(lái)沉重的負(fù)擔(dān)，風(fēng)扇的使用壽命和可靠性就會(huì)大大降低。另一方面，在機(jī)箱尺寸很小的情況下，外部的熱交換器的尺寸也不可能做得很大。為了解決以上難點(diǎn)，本文采用環(huán)路熱管散熱系統(tǒng)對(duì)工作在惡劣環(huán)境下的高熱功率密閉機(jī)箱進(jìn)行散熱。

1 環(huán)路熱管原理

圖1是環(huán)路熱管原理圖。環(huán)路熱管是利用毛細(xì)力驅(qū)動(dòng)工質(zhì)完成熱量傳輸?shù)膬上嗷芈废到y(tǒng)，它采用很小的毛細(xì)孔產(chǎn)生足夠的毛細(xì)力來(lái)克服傳統(tǒng)熱管方位和長(zhǎng)度的限制。另外，在蒸發(fā)冷板內(nèi)設(shè)置毛細(xì)芯來(lái)解決小毛細(xì)孔帶來(lái)的液體流動(dòng)阻力增大的問(wèn)題。環(huán)路熱管系統(tǒng)的儲(chǔ)液罐和蒸發(fā)冷板直接連通在一起，依靠對(duì)工質(zhì)充裝量的控制就可以保證蒸發(fā)冷板中的毛細(xì)芯始終充滿液體。

圖1 環(huán)路熱管系統(tǒng)原理圖

圖2 密閉機(jī)箱內(nèi)部細(xì)節(jié)圖

該環(huán)路熱管系統(tǒng)的冷凝器可以采用多種形式，例如水冷、風(fēng)冷等。本文采用直肋翅片的風(fēng)冷冷凝模式。如圖3所示，工質(zhì)蒸汽從入口進(jìn)入翅片基板內(nèi)部并將熱量傳導(dǎo)給散熱器基板。風(fēng)扇可以安裝在該散熱器的一端，通過(guò)強(qiáng)迫對(duì)流加快翅片周?chē)諝獾牧魉?，使其帶走翅片上大量的熱量。失去熱量的工質(zhì)冷凝液化后在毛細(xì)力的作用下從出口流出，重新回到儲(chǔ)液罐中。

圖3 冷凝器風(fēng)冷結(jié)構(gòu)

2 環(huán)路熱管散熱系統(tǒng)熱力設(shè)計(jì)

2.1確定原始參數(shù)

一般在設(shè)計(jì)前須知道以下參數(shù)：冷卻氣流的進(jìn)口溫度、熱管物理參數(shù)、翅片設(shè)計(jì)尺寸參數(shù)、芯片發(fā)熱功率、芯片封裝尺寸等[3]。在本文中，假定計(jì)算機(jī)工作在t∞的高溫環(huán)境中，冷卻氣流進(jìn)口溫度t1,c=t∞。

在進(jìn)行環(huán)路熱管設(shè)計(jì)之前，應(yīng)首先考慮確定如下因素：熱管的工作溫度(工作情況下熱管內(nèi)部工質(zhì)的飽和蒸汽溫度)、熱管工作介質(zhì)的種類(lèi)、熱管管殼材料[3]。

為了使熱管內(nèi)工質(zhì)能穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)液-汽相變換熱，熱管工作溫度應(yīng)避免接近其臨界點(diǎn)，因?yàn)榻咏R界點(diǎn)的工質(zhì)的品質(zhì)因數(shù)會(huì)急劇下降，并會(huì)使熱管內(nèi)部的工作壓力過(guò)高而影響熱管的可靠性。另一方面，當(dāng)熱管內(nèi)部工質(zhì)的工作溫度接近其凝固點(diǎn)時(shí)，飽和壓力會(huì)變得很低，密度變得很小，為了保證足夠的蒸發(fā)質(zhì)量流量，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致管內(nèi)蒸汽流速過(guò)大以及蒸汽壓降過(guò)大，從而可能觸及熱管的聲速極限。熱管的工作溫度范圍宜位于飽和壓力線比較平坦的區(qū)域，可使工質(zhì)溫度變化所引起的壓力變化稍小，這意味著當(dāng)工質(zhì)的工作溫度增高時(shí)，不至于導(dǎo)致管內(nèi)壓力急劇增大而對(duì)殼體強(qiáng)度提出過(guò)高的要求[4]。

環(huán)路熱管的工質(zhì)是熱的載體，工質(zhì)在環(huán)路熱管的蒸發(fā)冷板進(jìn)行汽化吸熱，在冷凝器中進(jìn)行液化放熱，在整個(gè)回路中進(jìn)行兩相流動(dòng)。選擇熱管的工質(zhì)是熱管設(shè)計(jì)中很重要的一個(gè)方面，它關(guān)系到熱管的性能、壽命及使用可靠性[5]。選用何種物質(zhì)作為熱管的工質(zhì)取決于工質(zhì)的物理性質(zhì)，也受限于物質(zhì)與管殼的化學(xué)相容性，只有與管殼相容的物質(zhì)才有可能作為熱管的工質(zhì)[6]。根據(jù)Antoine公式，可以得出工質(zhì)的飽和溫度T和飽和蒸汽壓P的關(guān)系曲線(圖4)：

lgP=A-B/(T+C)

(1)

A、B、C為無(wú)量綱數(shù)，當(dāng)工質(zhì)為水時(shí)，A=7.966 81，B=1 668.21，C=228；當(dāng)工質(zhì)為丙酮時(shí)，A=7.024 47，B=1 161，C=230；當(dāng)工質(zhì)為甲醇時(shí)，A=7.878 63，B=1 473.11，C=228。

圖4 3種工質(zhì)的飽和溫度和飽和蒸汽壓曲線

由圖4可知，水的飽和蒸汽壓隨飽和溫度的變化較小；相同溫度下水的汽化潛熱也比其他2種工質(zhì)大，且水對(duì)環(huán)境無(wú)污染。因此，本文采用水作為環(huán)路熱管的工質(zhì)，銅為管殼材料。熱管工作溫度tw要位于芯片設(shè)計(jì)結(jié)溫與散熱器基板設(shè)計(jì)均溫之間，一般偏向芯片設(shè)計(jì)結(jié)溫，這樣既保證了熱管工質(zhì)有正常的蒸發(fā)量，也使冷凝器具有較大的散熱溫差。由于飽和水的汽化潛熱隨飽和蒸汽壓的變化不明顯，所以文中飽和水的汽化潛熱hw設(shè)定為常數(shù)，其值為熱管工作溫度tw對(duì)應(yīng)的汽化潛熱。主板上芯片熱功率很大，設(shè)定芯片總的發(fā)熱功率為Qtotal，最大芯片發(fā)熱功率為Qmax，總共有N個(gè)發(fā)熱功率較為明顯的芯片，則總的熱量表達(dá)式可以寫(xiě)成如下形式：

(2)

式中，Qi為第i個(gè)芯片的發(fā)熱功率。

2.2環(huán)路熱管熱阻

為了使環(huán)路熱管散熱系統(tǒng)能夠滿足熱力總成設(shè)計(jì)，假設(shè)芯片的熱量全部傳導(dǎo)給熱管蒸發(fā)冷板。冷板和芯片之間的空隙采用導(dǎo)熱界面材料填充，降低接觸熱阻。芯片結(jié)到蒸發(fā)冷板底部上表面的總熱阻：

Rcon=Rjc+Rcp+Rps

(3)

儲(chǔ)液罐內(nèi)的充液量不能過(guò)小，否則蒸發(fā)冷板內(nèi)的工質(zhì)得不到及時(shí)補(bǔ)充而成為過(guò)熱蒸汽，這將導(dǎo)致冷凝器中的部分液態(tài)工質(zhì)進(jìn)行顯熱換熱，換熱量較小。在這種狀態(tài)下，熱管的平均換熱效率較低，換熱量小，沒(méi)有充分發(fā)揮熱管相變傳熱的能力。當(dāng)然，儲(chǔ)液罐內(nèi)的充液量也不宜過(guò)大，否則會(huì)壓迫蒸發(fā)冷板內(nèi)的汽-液混合物進(jìn)入上升管，甚至到達(dá)冷凝器中，這會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的換熱量和傳熱系數(shù)降低，甚至?xí)馃峁軆?nèi)部壓力增大、工質(zhì)的相變溫度升高，從而導(dǎo)致熱管傳熱的啟動(dòng)速度大大減慢[7]。環(huán)路熱管正常工作時(shí)，循環(huán)流量應(yīng)等于蒸發(fā)冷板的蒸汽流量，也應(yīng)等于冷凝器中的液體流量。一般情況下，將儲(chǔ)液罐內(nèi)的充液量設(shè)定為蒸發(fā)流量的1.5～2.0倍就足以時(shí)刻保持蒸發(fā)冷板中的工質(zhì)充足穩(wěn)定。

環(huán)路熱管蒸發(fā)冷板的主要傳熱機(jī)理是導(dǎo)熱加蒸發(fā)。隨著冷板熱流密度的增大，其內(nèi)的工質(zhì)開(kāi)始沸騰。若熱流密度進(jìn)一步增大到某個(gè)臨界熱流密度時(shí)，沸騰產(chǎn)生的氣泡將會(huì)聚合成一片，并貼附在內(nèi)壁上形成蒸汽膜，該蒸汽膜將液體與內(nèi)壁隔絕開(kāi)來(lái)，相比于液體工質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)，蒸汽膜中工質(zhì)蒸汽的導(dǎo)熱系數(shù)小很多，這將不可避免地導(dǎo)致冷板溫度急劇上升[8]。一旦發(fā)生上述現(xiàn)象，則表明熱管的傳熱能力達(dá)到了沸騰傳熱極限：

(4)

式中：g為重力加速度；σ為水的表面張力系數(shù)；ρv為蒸汽密度；ρl為飽和水的密度。

式(5)是蒸發(fā)冷板的熱量平衡方程式，即芯片的總熱量Qtotal通過(guò)熱傳導(dǎo)的方式全部被蒸發(fā)冷板中的工質(zhì)吸收，進(jìn)而引起工質(zhì)發(fā)生相變，帶走相應(yīng)的汽化潛熱。qm為工質(zhì)的蒸發(fā)質(zhì)量流量，kg/s。因Qtotal和hw為常數(shù)，故qm=Qtotal/hw也為常數(shù)。

Qtotal=qmhw

(5)

環(huán)路熱管傳熱的熱阻主要包括工質(zhì)與熱管外表面?zhèn)鳠岬姆艧釤嶙?、熱管管壁的?dǎo)熱熱阻、管內(nèi)蒸汽軸向流動(dòng)熱阻等。其中蒸汽在管內(nèi)傳遞和軸向流動(dòng)熱阻相對(duì)很小，可以忽略不計(jì)[9]。則環(huán)路熱管總熱阻：

Rpipe=Rho+Rλh+Rhi+Rci+Rλc

(6)

式中：Rho為蒸發(fā)冷板內(nèi)流體與外表面的傳熱熱阻；Rλh為熱管管壁導(dǎo)熱熱阻；Rhi為蒸發(fā)冷板內(nèi)蒸汽蒸發(fā)傳熱熱阻；Rci為冷凝段管內(nèi)蒸汽凝結(jié)傳熱熱阻；Rλc為冷凝段管壁導(dǎo)熱熱阻。則冷凝段管壁的溫度ts滿足：

(7)

于是可以得到：

ts=tw-QtotalRpipe

(8)

由于冷凝段與散熱器基板是焊接在一起的，所以它們之間的接觸熱阻幾乎可以忽略不計(jì)，可以假定翅片散熱器基板的溫度與熱管冷凝段外壁的溫度一致。

2.3翅片式散熱器設(shè)計(jì)

2.3.1 理論校核

翅片式散熱器的翅片和基板均為鋁材質(zhì)，通過(guò)擠壓拉制形成翅片與基板的整體結(jié)構(gòu)，翅片尺寸為H×L×δ(高 × 長(zhǎng) × 厚)，翅片個(gè)數(shù)為M，構(gòu)成2M個(gè)翅片換熱面。翅片式散熱器的工作原理是環(huán)路熱管冷凝段的熱量傳導(dǎo)給基板，隨后從基板通過(guò)導(dǎo)熱傳遞給翅片，翅片上的熱量再以強(qiáng)迫對(duì)流換熱的方式傳遞到周?chē)諝庵小?/p>

由于翅片散入外界的熱量全部來(lái)自基板，可以通過(guò)以下關(guān)系式描述：

(9)

p=2(L+δ)

(10)

(11)

Ac=Lδ

(12)

(13)

式中：h為翅片表面平均傳熱系數(shù)；tm為翅片散熱器中空氣的平均溫度；λ為基板的導(dǎo)熱系數(shù)；t1,c為冷卻氣流入口溫度；t2,c為冷卻氣流出口溫度[10]。

通過(guò)式(9)可以計(jì)算得到翅片表面平均傳熱系數(shù)h的值。令：

η=MλAc(ts-tm)

(14)

則：

Qtotal=ηmtanh(mH)

(15)

令：

f(mH)=tanh(mH)

(16)

(17)

通過(guò)聯(lián)合式(16)及式(17)，采用圖解法(圖5)便可得到mH的值。

圖5 f(mH)和g(mH)函數(shù)曲線

f(mH)曲線為雙曲型，g(mH)曲線為反比例型，反比例系數(shù)為QtotalH/η。兩條曲線的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)就是所求mH的解，再通過(guò)式(11)就可以得到h的值：

(18)

翅片表面的氣流形式為湍流形式，沿翅片長(zhǎng)度方向的Nusselt數(shù)滿足以下經(jīng)驗(yàn)公式[11]：

Nux=0.029 6Rex4/5Pr1/3

(19)

(20)

(21)

式中：Rex是以x為特征長(zhǎng)度的雷諾數(shù)；Pr為普朗特?cái)?shù)；ρa(bǔ)為平均溫度對(duì)應(yīng)的空氣密度；U∞為翅片表面空氣流速；x為翅片長(zhǎng)度方向的特征長(zhǎng)度；μ為平均溫度對(duì)應(yīng)的空氣動(dòng)力粘度；Cp為平均溫度對(duì)應(yīng)的定壓比熱容；k為靜止空氣的熱導(dǎo)率。又有：

(22)

式(18)中的h是一個(gè)平均結(jié)果，且基于熱平衡得到。接下來(lái)通過(guò)對(duì)流傳熱原理求解式(22)～(25)來(lái)得到h的另一個(gè)平均結(jié)果：

h(x)=0.029 6Cp1/3k2/3(ρa(bǔ)U∞)4/5μ-7/15x-1/5

(23)

令：

φ=0.029 6Cp1/3k2/3(ρa(bǔ)U∞)4/5μ-7/15

(24)

則：

h(x)=φx-1/5

(25)

翅片表面的平均傳熱系數(shù)：

(26)

得：

(27)

聯(lián)立式(18)、(24)、(27)可得：

(28)

通過(guò)翅片表面空氣流速可以估算流經(jīng)翅片散熱器的冷卻空氣的必要流量：

Vc,min=U∞HL

(29)

接下來(lái)校核翅片散熱器出口氣流溫度t2,c：

Qtotal=ρa(bǔ)Vc,minCp(t2,c-t1,c)

(30)

則：

(31)

由于在設(shè)定空氣物性參數(shù)的時(shí)候前文已經(jīng)假定了一個(gè)翅片散熱器中空氣的平均溫度tm，在此，需要進(jìn)行校核計(jì)算。將式(31)得到的t2,c重新帶入式(13)中求得新的平均溫度tm′，再用tm′來(lái)查新的空氣物性參數(shù)，如ρa(bǔ)′、Cp′和k′。隨后將這些新的參數(shù)帶入以上方程重新計(jì)算出新的t2,c′，最后再帶入不等式(32)進(jìn)行校核：

(32)

式中，ε代表能夠忍受的誤差值，通常很小。式(32)若滿足，則停止校核，最終的t2,c就是所求值，若不滿足，則繼續(xù)以上步驟校核，直至滿足為止。

接下來(lái)要對(duì)最終的t2,c用判別式(33)進(jìn)行檢驗(yàn)：

t2,c

(33)

式(33)若成立，說(shuō)明翅片散熱器出口的風(fēng)溫低于翅片溫度，則翅片式散熱器的設(shè)計(jì)合理可靠，且翅片散熱器入口風(fēng)量滿足設(shè)計(jì)要求。如果式(33)不成立，則需要加大翅片散熱器入口風(fēng)量，當(dāng)達(dá)到最大風(fēng)量仍不滿足時(shí)，需要對(duì)翅片散熱器或環(huán)路熱管重新設(shè)計(jì)。

2.3.2 數(shù)值模擬設(shè)計(jì)

理論計(jì)算有時(shí)工作量大，過(guò)程繁復(fù)。本文借助數(shù)值模擬方法對(duì)翅片散熱器進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，其模擬結(jié)果在設(shè)計(jì)前期對(duì)理論設(shè)計(jì)有很好的指導(dǎo)作用。本文搭建了簡(jiǎn)易的數(shù)值風(fēng)洞，將具有穩(wěn)態(tài)熱載荷的翅片散熱器置于風(fēng)洞中，來(lái)探究翅片基板均溫與風(fēng)洞固定流速之間的關(guān)系以及尋找翅片散熱器內(nèi)部結(jié)構(gòu)上的最優(yōu)解。冷凝器的尺寸規(guī)模需要依據(jù)密閉機(jī)箱的實(shí)際尺寸來(lái)定，本文參照常規(guī)計(jì)算機(jī)機(jī)箱的尺寸，將翅片散熱器的外觀尺寸定為160 mm × 100 mm × 50 mm。另外，根據(jù)統(tǒng)計(jì)可以得到整個(gè)電子設(shè)備總的熱功率，假定為500 W。在翅片散熱器外觀尺寸不變的情況下，其翅片數(shù)目與翅片厚度存在一組最優(yōu)解，基于這組最優(yōu)解，在風(fēng)速不變的情況下，翅片基板均溫達(dá)到最低。

本文總共模擬了50種翅片數(shù)目與翅片厚度的組合，圖6截取了其中一部分，圖7是仿真結(jié)果的3D圖。仿真結(jié)果表明，當(dāng)翅片數(shù)為76、翅片厚度為0.15 mm時(shí)，該散熱器的散熱效果最好。利用公式Rsa=(tb-ta)/W可以得到當(dāng)前固定流速下該散熱器的大致熱阻Rsa，其中tb為散熱器基板的穩(wěn)態(tài)均溫，ta為環(huán)境溫度，取35 ℃，W為熱載荷，這里為500 W。當(dāng)取最優(yōu)組合時(shí)，翅片散熱器基板的穩(wěn)態(tài)均溫為71.8 ℃，依據(jù)上述公式計(jì)算可得該最優(yōu)組合下散熱器的熱阻Rsa約為0.27 K/W。

圖6 Flotherm優(yōu)化方案列表(部分)示意

圖7 Flotherm優(yōu)化結(jié)果3D圖

接下來(lái)，基于上述模擬的散熱器翅片最優(yōu)結(jié)構(gòu)，探究該散熱器的基板均溫與固定流速之間的關(guān)系(圖8)，從而為上述環(huán)路熱管的理論設(shè)計(jì)提供快速的參照依據(jù)。

圖8 散熱器基板均溫與固定流速關(guān)系的散點(diǎn)圖

從圖8可以看出，在熱載荷和翅片結(jié)構(gòu)不變的情況下，隨著固定流速的增加，散熱器基板均溫逐漸降低。當(dāng)風(fēng)速增大到約25 m/s時(shí)，隨著風(fēng)速的增加，基板均溫降低非常緩慢。以上模擬結(jié)果對(duì)于真實(shí)的散熱器風(fēng)扇風(fēng)速的設(shè)計(jì)具有直接的指導(dǎo)作用。

2.4校核發(fā)熱功率最大芯片的散熱工況

環(huán)路熱管散熱系統(tǒng)的工作需要保證所有元器件的結(jié)溫處于各自允許的工作溫度范圍之內(nèi)。已知某芯片i的發(fā)熱功率為Qi,其對(duì)應(yīng)的封裝面積為Ai。根據(jù)傅立葉導(dǎo)熱定律，可以得到該芯片的導(dǎo)熱方程：

(34)

式中：ti,j是該芯片的計(jì)算結(jié)溫；Ri,con是該芯片結(jié)到冷板底部上表面總的傳導(dǎo)熱阻。因?yàn)槔浒迨墙饘俨馁|(zhì)，其導(dǎo)熱系數(shù)很高，熱量在其中能夠很快均勻分布，所以這里假定冷板的溫度分布是均勻的。因?yàn)槭?34)中的Qi、tw、Ri,con已知，通過(guò)變換可以得到：

ti,j=tw+QiRi,con/Ai

(35)

如果ti,j≤ti,max(i=1,…,N)始終成立(ti,max為芯片i的最高結(jié)溫)，則表明該環(huán)路熱管散熱系統(tǒng)滿足熱力約束；否則，需要重新設(shè)計(jì)，并進(jìn)行校核驗(yàn)算，直到上述條件滿足為止。

3 結(jié)束語(yǔ)

為了保證在高濕度、多粉塵、充滿腐蝕性氣體等惡劣環(huán)境中的密閉計(jì)算機(jī)安全穩(wěn)定地工作，本文設(shè)計(jì)了一種環(huán)路熱管散熱系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行散熱。

本文全面詳細(xì)地?cái)⑹隽谁h(huán)路熱管散熱系統(tǒng)的各個(gè)設(shè)計(jì)步驟，基于導(dǎo)熱、傳熱理論以及經(jīng)典的經(jīng)驗(yàn)公式，對(duì)環(huán)路熱管散熱系統(tǒng)的蒸發(fā)冷板、翅片散熱器進(jìn)行理論計(jì)算和校核。其中在翅片散熱器的設(shè)計(jì)過(guò)程中輔以數(shù)值模擬和數(shù)值優(yōu)化，從而大大提高了散熱器的設(shè)計(jì)效率。

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黃 俊(1989-)，男，碩士，主要研究方向?yàn)閿?shù)值傳熱。

侍書(shū)成(1981-)，男，工程師，主要研究方向?yàn)閿?shù)值傳熱。

龔驍敏(1980-)，男，工程師，主要研究方向?yàn)殡娮庸こ獭?/p>

ALoopHeatPipeSystemforHeatDissipationofComputerswithClosedChassisandHighThermalPower

HUANGJun，SHIShu-cheng，GONGXiao-min

(ZhongdianHaikangGroupCo.,Ltd.,Hangzhou310012,China)

Electronic equipment working in the damp, dust, corrosion and other harsh environments needs to be sealed. An effective heat dissipation system is needed to ensure that the electronic equipment works safely and stably when the total thermal power is too high. A loop heat pipe system is designed in this paper. The evaporation section of this loop heat pipe is located inside the closed chassis. The working fluid in the evaporation section can transfer the heat steadily to the condensation section of the loop heat pipe which is located outside the closed chassis. If the junction temperature of the electronic component on the PCB is below its upper limit, the loop heat pipe meets the design requirements. The theoretical calculation and numerical calculation indicate that the loop heat pipe system can ensure the computer with closed chassis and high thermal power to work safely and stably.

high thermal power; closed chassis; loop heat pipe; heat dissipation

2016-12-14

TK124

A

1008-5300(2017)04-0042-06