23 / 2021-06-14 18:23:17

水包油乳液脉动热管的启动及传热特性研究

脉动热管；水包油乳液；混合工质；快速启动；传热性能

脉动热管在电子设备冷却中有广阔的应用背景，工质的种类是影响热管启动及传热性能的重要因素。本文针对脉动热管启动缓慢、传热效率低的问题，提出了一种应用于脉动热管快速响应、高效传热的水包油乳液（1 wt%十二烷基苯磺酸钠（SDBS）水溶液和HFE-7100）。SDBS水溶液具有较高的潜热、较高的沸点、较小的密度，而HFE-7100具有较低的潜热、较低的沸点、较大的密度。将两者分别按照4：1、2：1、1：1、1：2、1：4的体积比例混合，探究不同混合比工质的启动及传热性能。在60-140 W下，纯工质脉动热管无法启动，而混合工质能正常启动；在140-420 W下，混合工质启动性能也要优于这两种纯工质。在140 W的加热功率下，1 wt%SDBS水溶液的启动时间为154 s，HFE-7100启动时间为136 s，而混合比为2：1的工质启动时间为61 s，相较于HFE-7100缩短了55.1%。在420 W的加热功率下，混合比2：1的热阻为 0.120 ℃/W，而1 wt%SDBS水溶液热阻为0.110 ℃/W，HFE-7100热阻为0.158 ℃/W，相较于HFE-7100热阻降低24%。结果表明该水包油乳液混合工质既满足优秀的启动性能，又具有良好的传热性能，能够满足集成电路灵敏、快速、高热通量的散热需求。