一种高均匀度均温板系统设计及测试_董德胜.pdf
《一种高均匀度均温板系统设计及测试_董德胜.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《一种高均匀度均温板系统设计及测试_董德胜.pdf(5页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、1232023 年 2 月/February 2023echnicalColumnT技术专栏摘要:文章通过技术攻关成功研制了耐高压高均匀度的均温板,耐受压力高于 5.6 MPa。设计了试验测试系统,开展了均温板热扩散性能和热响应性测试。热扩散那性能测试试验结果显示,研制的均温板试件具有显著的热扩散效果,测试时试件整体温差不大于 1。热响应性能试验结果显示,均温板对热源功率变化具有近乎同步响应特征,表现出了良好的热响应特征。耐高压均温板的研制实现了被动控温手段解决高热流密度难题的目标。关键词:均温板;高热流密度;热扩散中图分类号:V146.5,V146.8 文献标识码:B 文章编号:1004-7
2、204(2023)02-0123-05一种高均匀度均温板系统设计及测试Design and Test of A High Uniformity Temperature Equalizing Plate System董德胜,曹勇,刘海静,孙成恺,王国防,倪俊,靳兆峰(上海卫星装备研究所,上海 200240)DONG De-sheng,CAO Yong,LIU Hai-jing,SUN Cheng-kai,WANG Guo-fang,NI Jun,JIN Zhao-feng(Shanghai Institute of Spacecraft Equipment,Shanghai 200240)A b
3、 s t r a c t:Through technical breakthrough,the paper has successfully developed a temperature equalizing plate with high pressure resistance and high uniformity,and the pressure resistance is higher than 5.6 MPa.The test system was designed,and the thermal diffusivity and thermal responsiveness of
4、the homogenizing plate were tested.The thermal diffusivity test results show that the developed homogenizing plate specimen has a significant thermal diffusivity effect,and the overall temperature difference of the specimen is not greater than 1 during the test.The thermal response test results show
5、 that the homogenizing plate has nearly synchronous response characteristics to the change of heat source power,showing good thermal response characteristics.The development of high pressure resistant temperature equalizing plate has realized the goal of solving the problem of high heat flux by mean
6、s of passive temperature control.K e y w o r d s:homogenizing plate;high heat flux;thermal diffusion引言随着芯片、电子元件技术的快速迭代和性能提升,关键元器件、部组件功率大大增加。一般来说,散热功率较大的有源功率器件,如:R F 晶体管和 M M I C芯片等,其散热面积相比散热基板散热面积小得多,其控温呈现点状高热流密度特征。对于点状高热流密度问题,常规的控温手段已难以应用,已成为产业应用和产品发展必须解决的问题之一。高热流密度问题的本质是热量在小的局部区域内持续生成,常规控温手段在小的局部区
7、域内的热量排散速率远低于热源发热速率,热量在小的局部区域形成堆积,导致该区域的温度短时间内急剧升高。均温板技术是基于真空腔均热技术(V a p o r C h a m b e r)发展的一类热量均散技术 1-3,能够实现高密度热流的快速扩散,有效降低局部热流密度,将高热流密度控温难题转化为常规控温问题,或将较高复杂程度的高热流密度问题转化为能够实现的控温问题。均温板的结构和工作原理如图 1 所示,其结构主要包括:结构壳体、毛细结构及工124环境技术/Environmental Technology技术专栏echnicalColumnT作介质。目前关于均温板的研究多集中在以水、丙酮、乙醇等低饱和
8、气压为工质的均温板研究,受工作温度范围、介质热传输效率、壳体与介质兼容性、不凝性气体敏感性等问题限制,这些均温板难以应用于高热流密度控温领域。本文选用铝氨组合基于真空腔原理研制了一种可应用于空间环境的耐压型均温板,为空间高热流密度控温难题提供了一种可靠高效的被动控温方案。1耐高压均温板研发常规均温板采用低饱和气压介质,内部腔体一般为仅靠边缘支撑的腔体或设置少数支撑柱的腔体;常规均工质水乙醇丙酮氨60 饱和蒸汽压力/MPa0.020.050.122.6图 1 均温板原理表 1 常用均温板工质的饱和压力温板整体尺寸较小(一般不大于 1 0 0 m m 1 0 0 m m),内部介质流动路径较短,多
9、采取烧结毛细芯作为吸液芯。相比于低压介质,氨的饱和压力要高的多,如表 1 所示,在 6 0 时氨的饱和压力为水饱和压力的 1 3 0 多倍,因此设计的均温板腔体必须具备良好的承压能力。考虑到型号应用,本文研制的均温板尺寸为 2 0 0 m m 2 0 0 m m,内部介质流动路径相对较长,沿程阻力损失相对较大,其内部毛细芯需要提供较大的毛细力和较小的阻力损失。本文基于 Wo r k b e n c h 平台采用有限元分析技术对不同结构和参数的模型进行力学性能仿真,分析过程选用适应性较好的非结构网格离散化模型,如图 2 所示。均温板总体上采用多点支撑结构,承压后最大变形量控制在 0.1 m m以
10、内,仿真过程分析了不同支撑柱形状、支撑柱尺寸、支撑柱分布、槽道弱化等因素对应力和变形的影响,设计的目标是在满足结构强度、热扩散能力、变形量等指标的同时支撑柱数量、支撑柱体积、整体重量、厚度最小。分析结果发现,相对于方形支撑柱采用圆形支撑柱最大应力明显减小;四周边框尺寸对最大应力和应变影响较大,边框厚度要达到支撑柱直径的1.5 倍左右;开槽可增大局部应力,基板厚度需要根据槽道形状、尺寸和密度进行调整。均温板结构在满足力学性能要求的同时,还需要满足热学性能要求。本文基于 F l o E F D平台和经验关联公式分析了均温板温度分布和热阻构成,如图 3 所示。根据分析,元器件自身热阻(R 0)、元器
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 一种 均匀 度均温板 系统 设计 测试 董德胜
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。