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工业机柜散热设计的研究现状分析


工业机柜散热设计的研究现状分析 [摘 要]随着近年来电子技术的迅速发展,电子器件高频高速及 集大成电路的密集和小型化,单位容积电子器件的发热量迅速增 大,电子技术的发展需要良好的散热手段来保证。因此,研究开发 工业机柜热管但热有工程实用价值。本文将综述近年来国内外工业 机柜热管散热技术的额最近进展。 [关键词]工业机柜热管散热设计 中图分类号:tb65 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013) 22-0310-01 1.前言 近年来,电子技术发展迅速,随着电子器件的频率及集成电路集 成度的提高, 单位容积发热量迅速增大, 电气设备的运行实践表明, 随着温度的升高,电子器件的失效率呈指数上升趋势。超出期间的 工作温度范围时,器性能显著下降,不能稳定工作,影响系统的可 靠性。 目前,工业机柜的散热方式主要有以下几种散热方式: 工业机柜壳体直接对外散热:即将电子设备仅靠机柜的的侧壁安 装,电子元件散热的热量可直接通过壳体的侧壁传导出去,此方式 仅适用于散热量小的场合,如通讯中继设备的散热。 制冷型工业机柜散热:即在密闭工业机柜内安装一套小型制冷装 置来消除器件散发的热量,维持电子器件的正常工作温度,此方法 易实现较大的散热量,实现温度控制,但是价格较高,耗能大,结 构复杂、安装不便,适用于对工作温度要求较高的电子设备。 工业机柜热管散热:即利用热管将大量的热量通过很小的界面远 距离传输而不需要外加动力,热管具有结构紧凑、高导热性、良好 的等温性、热流密度可变性和良好的环境适应性等基本特性,适用 于几乎全部的电子电器工程的散热。 2.工业机柜散热的研究进展 3.电子器件复合型热管散热装置 4.利用虹吸管原理以及液体自循环冷却原理,可设计出一种新型 的热管散热装置,此装置中同时包含两种不同形式的热管结构。在 功能上互补,设计上下两个冷凝段,对大范围的热流量有很好的适 用性。 5.电子器件回路型平板热管散热装置 6.该装置蒸发段采用平板蒸发器,冷凝段采用翅片风冷凝器,工 质流动依靠重力作用自然回流。随着加热功率的增大,沸腾换热系 数和换热系数增大,散热器总热阻减小;热流密度一定时,风速越 大、风温越高,散热器总热阻越小。该装置具有良好的传热性能, 可以作为台式机 cpu 或其他电子元件的散热器。 7.电子器件自然对流的环路热管散热器装置 8.平板型环路热管是一种高效的传热元件,自然对流不使用外部 辅助能量,实现局部发热器件向周围环境散热,通过 ansys icepak 软件对自然对流的平板型环路热管翅片散热器的仿真模拟可知:散 热器的最高温度随着翅片间距减小而先减小后增大,最优的翅片间 距在 6~8mm;散热器的肋效率随着翅片厚度增加而增大,但是翅片 厚度大于 0.5mm 后肋效率变化就不明显。 9.电子器件自然循环两相回路的散热装置 10.气液两相传热技术是利用物质在业态状态下蒸发成为气态时 吸收大量的热量,而在气态冷凝为液态时又放出大量的热量的原理 进行热量传递。相变换热具有较高的表面换热系数,自然循环两相 回路采用相变换热原理,利用管路间工质的重力差产生推动力实现 驱动,以实现散热的目的。 11.基于快速热响应相变材料的电子器件散热装置 12.以石蜡为相变材料,利用膨胀石墨的高导热系数和多孔吸附特 性,制备出高导热系数的快速热响应复合材料,器导热系数可达 4.676w/(m*k) 。将该材料应用于电子器件的散热装置,在不同的 发热功率下,通过实验研究可知:储热材料的表观传热系数是传统 散热系统的 1.36~2.98 倍,散热效果

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