基于叶脉仿生的散热均热板性能研究

汪维伟，黄昕之，赵福云*，陈 硕，王 磊，蔡 阳，赵月帅

（1. 武汉大学 动力与机械学院，武汉 430072； 2. 北京卫星环境工程研究所，北京 100094）

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近年来，随着航空电子技术及电力控制系统的迅猛发展，高功率FR、微波、毫米波器件以及机载、星载电子设备等向集成化和微型化发展，导致单位容积内的发热量急剧增大，而相应的散热技术却远远赶不上电子产品的发展速度，因此解决集成散热问题已成为航空电子芯片设计研究的关键之一[1-2]。传统的冷却手段，如液体微通道冷却，空气冷却，喷射冷却以及相变材料、热电及传统热管制冷等，已不能满足未来先进电子产品的散热需求[3-6]，亟需开发一种具有优良均温性的散热装置来控制热点温度，使集成电子器件能够在允许温度范围内稳定工作。

均热板作为一种高效相变式换热装置，由于其传热性能好、体积小和均温性优良，近年来成为研究与开发的热点[7]。目前已经有许多学者针对均热板性能开展了一系列的研究：Koito 等[8]开发了一种均热板数值计算模型，将均热板对称热传导与吸液芯液体流动、中心蒸气流动耦合，建立能量、动量与质量守恒方程，再运用有限元方法获得蒸气腔内部的速度、压力及温度分布情况。Hashimoto 等[9]设计了碳纳米管涂层的烧结粉末均热板，其研究结果表明，碳纳米管涂层可以降低整个均热板的热阻，提高换热效率，当烧结粒径达到50 μm 时，均热板的散热功率达到8.5 W/mm2。纪献兵等[10]提出一种由超轻多孔毛细芯构造的新型均热板，并对其传热性能进行实验研究，探讨填充工质、充液率、热管放置角度及加热功率等因素对平板热管传热性能的影响。……