強化換熱散熱器的性能研究.pdf

1、分類號密級(秘密、機密、絕密)學校代碼：10069研究生學號：Y20100151強化換熱散熱器的性能研究Study0nPerformanceofHeatSinksWithHeatTransfer1n■EnnanCement研究生姓名：梁雨迎專業(yè)名稱：工程熱物理指導教師姓名：諸凱教授論文提交日期：2013年5月學位授予單位：天津商業(yè)大學摘要隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，單就計算機來說，其計算速度增長迅速，芯片的集成度越來越高，尺寸越來越小，

2、時鐘頻率越來越大，隨之帶來的是芯片功率與功率密度也急劇增加，因此，芯片的工作溫度也成倍增長。研究表明：隨著溫度的增長，高熱流密度器件的失效率也呈指數(shù)增長，因此提高計算機性能的同時帶來的芯片耗能和散熱的問題成為國內(nèi)外關(guān)注的焦點。隨著熱管技術(shù)的日趨成熟，近年來熱管在電子器件冷卻方面扮演了非常重要的角色，然而從國內(nèi)外研究來看，如何合理設計熱管散熱器的結(jié)構(gòu)，仍然是研究的重點。而且，國內(nèi)外大多數(shù)文獻研究的散熱器的結(jié)構(gòu)均是熱管僅排布在底板上，很少有

3、對結(jié)構(gòu)為底板與翅片上均布有熱管的散熱器的研究。本論文以滿足大型計算機服務器CPU散熱要求為目的，進行了一系列的實驗及數(shù)值模擬研究。主要包括：(1)分別通過數(shù)值模擬和實驗的方法對兩種外型尺寸相同而結(jié)構(gòu)不同的散熱器的性能進行了研究，結(jié)果表明相同工況下冷凝段帶強化換熱的散熱器更能滿足CPU的冷卻要求；同時對兩種散熱器翅片效率進行了比較，結(jié)果表明冷凝段帶熱管的散熱器的翅片效率比平板熱管散熱器高8％。(2)為了研究均溫板對散熱性能的影響，首先用數(shù)

4、值模擬的方法分別對兩種散熱器在不同均溫板面積進行數(shù)值模擬，通過CPU與散熱器底板的溫度變化規(guī)律，計算出(兩種)散熱器與均溫板的最優(yōu)面積比，證明最優(yōu)面積比與散熱器的底板的結(jié)構(gòu)有關(guān)。為了驗證模擬的正確性，用兩塊不同面積的均溫板進行了實驗驗證，表明模擬計算的結(jié)果較為準確。(3)對不均勻熱源條件下兩種散熱器的散熱性能進行了數(shù)值模擬分析，結(jié)果表明芯片表面“熱點“的存在使得CPU溫度升高的同時，具有溫度梯度較大的特征。在均勻、非均勻熱源條件下，冷凝