微小型毛细泵环热控制系统及其制造技术

针对当前微电子芯片高热流密度问题,设计一种微小型毛细泵吸环路(Capillary pumped loops,CPL)热控制系统。介绍制造该微小型CPL的方法:采用犁切—挤压成形微沟槽翅结构和刨削成形整体式翅片散热片,毛细吸液芯则采用商用多孔泡沫金属或丝网材料。该微小型CPL系统由蒸发器、冷凝器、蒸汽联管、液体联管以及液体工质组成。蒸发器中含有多尺度多维交错互通微沟槽翅强化沸腾结构,冷凝器为微沟槽翅结构与翅片散热片组成的复合结构,可有效提高系统蒸发冷凝效率。整个系统利用工质蒸发冷凝相变传热,通过毛细泵吸作用和蒸发气体压力保证循环,依靠饱和毛细芯对气体的阻碍作用保证工质的单向流动,无需机械泵和阀控制。

多孔丝网作两相毛细泵环毛细芯的研究

建立了一套毛细泵环路热管及其性能测试系统,采用不同多孔丝网构成了3种毛细芯,在以水为工质的毛细泵环路热管运行中做了实验。实验表明复合芯的热阻比单一丝网的热阻小8%,复合芯的传热极限比单一丝网的传热极限高3%。因此丝网毛细芯的结构对CPL传热性能有较大影响,采用复合毛细芯可以得到较好的传热性能。

毛细泵环中两相循环回路的初步分析研究

本文初步分析研究了在微重力或失重情况下毛细泵环中两相循环回路的稳态流动情况，提出了基于力平衡的两相循环回路一维稳态数学描述．从计算结果得出了最佳有效毛细孔半径等结论．

两相毛细泵环蒸发器性能的实验研究

本文对两根毛细泵环反向式蒸发器的传热性能进行了实验研究．研究了不同槽道结构尺寸及不同毛细材料组合对蒸发器传热性能的影响，并研究了蒸发器入口液体不同的过冷度等因素对蒸发器传热性能的影响。

平板式微小型毛细泵环实验研究

针对电子器件对散热系统小型化的要求,提出一种平板式微小型毛细泵环(CPL)蒸发器结构,该蒸发器由沸腾腔和吸液腔两个腔室组成,沸腾腔内利用纵横犁削挤压成型出微结构作为沸腾强化点,吸液腔内布满多孔材料作为毛细芯。通过实验发现:该CPL对变功率工况有很好的适应性;采用适当小功率启动可以避免加热器件温度骤升;小功率下以酒精作为工质的CPL具有较小热阻,而水更适用大功率器件的散热;采用低导热系数材料烧结而成的毛细芯将具有稳定CPL系统的作用。

宇航级平板式毛细泵环路热管研制成功

北京空间机电研究所近日完成了一种新型宇航级平板式毛细泵环路热管的研发,并相继通过了耐热、力学、低温真空等环境试验测试,实现了工程化应用。环路热管是目前最为先进的热控技术之一,其依靠毛细力驱动工质单向循环流动,毛细泵是环路热管最核心部件,提供驱动环路热管内工质循环的毛细力。其中柱状毛细泵为最早、最传统的构型,技术已经较为成熟,在国内外航天热控制领域应用较多。

微小化毛细泵吸环路(miniature CPL)应用于笔记本计算机传热之研究

本文针对目前笔记本计算机CPU在小空间内的高发热量趋势,提出采用毛细泵吸环路（CPL）取代传统热管,实现小空间内的更高效传热。传统大型CPL环路的研究与应用已经相当完备,但当尺寸缩小时会有许多新的问题产生。本文通过实验观察及理论分析,望能发展出适用未来电子产品高发热需求的微小化CPL环路。

小型毛细泵环(CPL)运行特性的实验分析

小型化是毛细泵环适应微小型高功率密度电子设备散热需求的一个发展趋势.对一小型毛细泵环进行实验研究,重点考察了重力场中不同姿态对毛细泵环运行特性的影响以及毛细泵环在高热流密度工作时的控温特性.根据实验结果可得:该小型毛细泵环可实现不同姿态下的迅速起动,并在热载荷递增过程中表现出良好的控温性能,最大传热能力达50 W,最高热流密度达到12.5 W/cm2,能够满足高功率密度电子元器件冷却的需求;当热流密度较低时,该毛细泵环可实现精确控温;而当热流密度较高时,蒸发器壁面温度波动较大,无法实现精确控温.