摘要：重力辅助回路热管的特点主要在于不利用毛细结构,结构简单、加工方便,依靠重力自然回流,蒸汽和液体有各自的通道,蒸发段和冷凝段热阻小,依靠相变传递热量,是一种解决电子器件冷却的策略之一针对如何提升重力辅助回路热管蒸发腔沸腾极限和换热性能,本论文以工质侧入手,以提升工质扰动,加速气泡脱离为目的,提出了将气泡泵运用于重力辅助回路热管,并自行搭建了实验台,通过芯片废热来驱动气泡泵运转,以期强化蒸发段换热,提升回路热管传热传质性能。另外,为了进一步强化蒸发腔沸腾换热,作者根据喷雾冷却散热的机理,提出了在蒸发段加装超声振荡装置用于大幅增加二次气化核心,并开展了一些相关的有益的尝试。本论文总的具体工作内容如下(1)简述了重力辅助回路热管的运转机理,深入浅析了强化重力辅助回路热管换热性能的沸腾换热强化基本论述及模型；并提出了强化蒸发段传热的案例。(2)搭建了一套带气泡泵效应重力辅助回路热管实验装置a)对实验装置中的各个部件(包括蒸发段、冷凝段、储液器、加热部分、测量部分)等进行选型与设计,并选择确定系统工质；制作了加热部分和蒸发段,选择加热案例,并实际测试加热部分温度分布均匀性；确定了测量案例及测点布置；确定了实验案例；b)实验探讨了冷凝温度、加热功率等参数对实验装置总热阻及热源表面温度的影响。通过实验得到了总热阻、热源表面温度随冷凝温度、加热功率及功率密度等参数变化的规律,并浅析充液高度对装置散热性能的影响,根据实验结果浅析了最优的充液高度确定策略。同时探讨结果表明：利用气泡泵效应虽然会增大传输历程的传输热阻,但却能有效增强蒸发腔内扰流,进而增强换热,提升临界换热热流密度,加热功率为646W时,最小热阻为0.11℃／W；对于本装置,有着一个最佳充液高度,通过观察实验流型图可知,当上升管内为环状流时,充液高度比较合理；蒸发段热阻始终占据总热阻主要部分。(3)实验探讨了蒸发腔内加装超声振荡雾化装置对重力辅助回路热管性能的影响实验测试了加装超声振荡雾化装置后,重力辅助回路热管散热性能变化,并浅析了影响其性能的可能理由。去离子水通过超声振荡雾化装置被雾化成雾滴,依赖浮力上升,并与散热壁面接触,以初步的实验结果可以看出,超声震荡雾化能在一定程度上能够提升沸腾换热系数。由此,本论文认为液膜内的沸腾换热(其中沸腾气泡有两种：表面成核气泡和二次成核气泡)是雾化策略能够强化换热的一个重要因素。文中探讨为其在芯片冷却领域的运用打下了一定基础。关键词：回路热管论文重力辅助论文气泡泵效应论文雾化论文实验探讨论文
摘要4-6
ABSTRACT6-9
主要符号表9-13
第1章 绪论13-36
1.1 探讨背景与作用13-16
1.2 芯片冷却散热策略与探讨进展16-34
1.2.1 空气冷却16-17
1.2.2 液体冷却17-19
1.2.3 微型制冷机冷却19-20
1.2.4 微通道冷却20
1.2.5 热管冷却20-29
1.2.6 喷雾冷却29-34
1.3 本论文探讨内容34-36
第2章 热管基本论述及沸腾传热强化论述浅析36-60
2.1 重力辅助回路热管运转机理浅析36-37
2.2 重力辅助回路热管的传热极限37-40
2.2.1 烧干极限38
2.2.2 声速极限38-39
2.2.3 沸腾极限39-40
2.3 重力辅助回路热管热阻浅析40-43
2.4 沸腾传热基本论述43-47
2.4.1 池沸腾换热曲线43-44
2.4.2 核态池沸腾换热机理模型的探讨44-46
2.4.3 沸腾表面上的活化核心分布46-47
2.5 沸腾传热强化技术47-54
2.5.1 池沸腾强化传热技术47-49
2.5.2 流动沸腾强化传热技术49-54
2.6 流动沸腾传热模型54-59
2.6.1 加和模型54-57
2.6.2 渐进模型57-58
2.6.3 强化模型58-59
2.7 小结59-60
第3章 改善型重力辅助回路热管实验探讨60-74
3.1 实验装置总体介绍60-66
3.1.1 实验装置60-62
3.1.2 实验装置主要改善措施62-63
3.1.3 实验装置部件详细介绍63
3.1.4 实验测量制约系统63-64
3.1.5 实验前准备64-65
3.1.6 实验步骤65-66
3.2 实验结果处理与浅析66-72
3.2.1 气泡泵效应对换热效果的影响67-70
3.2.2 充液高度对换热效果的影响70-71
3.2.3 实验装置中各部分热阻浅析71-72
3.3 小结72-74
第4章 超声振荡雾化装置对重力辅助回路热管蒸发段换热特性影响实验探讨74-82
4.1 实验改善部分介绍74-76
4.2 实验部件76-77
4.3 增加振荡雾化装置传热特性浅析77-81
4.4 小结81-82
第5章 全文总结与展望82-85
5.1 总结及结论82-83
5.2 展望83-85
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