要計算熱管內的溫度分布,應作如下假設和簡化:(1)沿管壁軸向的熱傳導可以忽略;(2)冷凝段壁溫不變;(3)蒸發(fā)段熱輸入均勻;(4)工況穩(wěn)定,無熱量損失。1W熱管散熱器使用給出了軟件,給出了經驗公式計算結果和軟件仿真結果 結果比較 散熱器模塊散熱性能優(yōu)化 熱管的傳熱性能受熱管的很多限制,如聲速限制, 粘度限制, 攜帶限制, 毛細管限制, 這些限制與工作流體的類型有關, 毛細管芯的 與熱管的類型和形狀有關. 超薄燈箱已通過工程顯示計算熱管的工作點必須低于毛細極限才能保證熱管的傳熱性能。
考慮到項目的適用性,需要保證熱管在0~45℃環(huán)境溫度下能正常工作,芯片結溫控制在85℃以下滿足要求用于燈具。 ①LED功耗優(yōu)化。選擇安裝的LED數(shù)量為6-11個(即燈具的耗散功率為6-11W),分析限制熱管最大傳熱的毛細管參數(shù)隨環(huán)境溫度的變化趨勢。最低毛細極限出現(xiàn)的環(huán)境溫度為0℃,因此需要比較在最低毛細極限下各耗散功率下的散熱量,最終可以確定最大可發(fā)光的LED數(shù)量安裝在本設計的熱管散熱器中為9。黃海汽車零部件即燈具的最大散熱量為9W。
不同功耗下環(huán)境溫度與毛細極限的關系 圖4. LED 數(shù)量與毛細極限的關系 ②優(yōu)化鰭片長度和鰭片間距。由于翅片寬度是由熱管散熱器的蒸發(fā)段寬度決定的,所以這個設計參數(shù)已經由前一個蒸發(fā)段的尺寸決定了。翅片的長度決定了翅片的散熱面積汽車散熱器設計計算,而翅片間距的大小對翅片的數(shù)量和翅片的整體散熱面積有重要影響。散熱面積是自然對流散熱設計中的核心要素,因此需要對以上兩個參數(shù)進行優(yōu)化。針對 9W 耗散功率的優(yōu)化設計。
在不同翅片長度下,翅片間距與最小毛細極限的關系見圖5。在9W的耗散功率下,當翅片長度B大于等于28mm時,只要翅片間距適當,可滿足散熱需要。從圖6可以看出汽車散熱器設計計算,滿足芯片結溫小于85℃要求的數(shù)據(jù)點很多,但按照芯片結溫越低散熱效果越好的原理,從節(jié)省成本的角度來看,最合適的翅片長度為28mm,肋片間距為6.5mm。