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为解决高热流密度电子元件的散热要求,确保其工作在正常的温度范围内,电子元件散热器的研究日益受到重视,传统单相流散热器不能满足日益增大的热流密度要求。回路型重力热管不使用毛细结构,结构简单、加工方便,依靠重力自然回流,相变传递热量,是解决高热流密度电子元件散热的有效途径之一。 回路型热管蒸发腔内的换热流动是一个复杂的非线形两相流过程,利用Fluent中多相流模型Mixture Model,并结合实际模型编写Udf程序,使状态方程、边界条件和物性参数和数学模型结合起来求解。叙述了这些确定条件在Flunet软件中的实现方法,以及在软件使用过程中应注意的一些问题和具体的操作方法,为用Fluent软件模拟传热运动过程做充分的准备。为验证计算方法的可靠性,计算结果与实验结果进行了对比,二者温度变化的规律是一致的,误差相差2~3℃,计算模型和结果是有意义的。 用Fluent数值模拟分析了回路型热管蒸发器的换热特性。首先,计算了不同发热功率(100W~140W),不同饱和温度(40℃~70℃),不同充液量(6mm~11mm)对蒸发器底板的温度场分布的影响,进而得到发热电子元件表面的最高和最低温度;其次,分析了不同形状强化槽道表面(矩形、半园形和三角形)对蒸发器底板温度分布的影响;此外,还计算了发热功率为100W,饱和温度为50℃,充液量为6mm,初始温度为20℃时,蒸发腔内瞬态的传热过程,得到了不同时刻瞬态的温度场图,显示了热管从启动到稳定过程中的温度变化;最后利用BP网络模型对计算数据做了处理,利用线形回归整理出了参数关联式,扩展了计算结果的应用范围。 结果表明,回路型重力热管能有效解决高热流电子元件的散热要求,使其工作在临界温度以下,计算方法和结果为蒸发器的优化设计提供了理论支持。