基本信息
- 項目名稱：
- 高性能熱管散熱器的實驗研究與數(shù)值模擬
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- 針對大型計算機服務器CPU的熱控制所采用的三種熱管式翅片散熱器進行了熱擴散特性實驗研究和計算。主要研究了熱管不同排布方式的散熱器對CPU冷卻的效果。包括：三種熱擴散板冷卻溫度的比較、散熱器總熱阻的計算以及熱擴散板面積優(yōu)化分析等。研究結(jié)果認為，熱管合理的排布可以有效改善散熱器底板材質(zhì)的熱擴散性能，同時散熱器底板最佳面積比的優(yōu)化設(shè)計可以明顯改善換熱效果。
- 詳細介紹：
- 本課題對高性能散熱器的應用進行研究，包括對不同形式熱管排布方式、散熱器底板材料、翅片材料對散熱效果的影響等，通過實驗和計算得到不同散熱器的擴散熱阻、總熱阻及當量導熱系數(shù)，由此評價散熱器的熱擴散性能。對CPU芯片發(fā)熱的不均勻性、溫度分布特點和能耗等原因，并找到解決該問題的方法。 由于CPU與散熱器底板的面積相差很大，熱量不能均勻快速的傳導到整個散熱器底部，影響散熱器的散熱效果。如何將熱量較均勻的傳導至散熱器底板是需要解決的問題之一。另一個需要解決的問題是，如何提供良好的散熱條件使不同結(jié)構(gòu)方式的散熱器產(chǎn)生最優(yōu)的散熱效果。本課題將對上述問題進行深入細致的研究。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本課題將以解決高熱流密度器件例如CPU的散熱問題為目的，對CPU熱控制問題，包括對散熱能力、新型熱結(jié)合層材料、熱擴散板以及提高散熱器風冷散熱等方面進行研究。在優(yōu)化CPU散熱結(jié)構(gòu)的同時，采用新的冷卻技術(shù)方法進行熱控制，為高性能熱管式翅片散熱器在大型計算機服務器的應用提供可靠的實驗依據(jù)
科學性、先進性及獨特之處
- 1. 對大型計算機CPU的散熱冷卻技術(shù)進行研究，通過實驗優(yōu)化熱擴散板面積，找到擴散板與熱源的最佳面積比。 2. 不同熱管排布方式的散熱效果。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 在優(yōu)化CPU散熱結(jié)構(gòu)的同時，采用新的冷卻技術(shù)方法進行熱控制，為高性能熱管式翅片散熱器在大型計算機服務器的應用提供可靠的實驗依據(jù)。
學術(shù)論文摘要
- 針對大型計算機服務器CPU的熱控制，對三種不同熱管排布方式進行了熱擴散特性實驗研究和計算。其中包括：CPU熱擴散板冷卻溫度的比較、散熱器總熱阻的計算分析以及熱擴散板與散熱器底板的最優(yōu)面積比等。實驗研究表明：采用非對稱U型和“工”型熱管散熱器，在最大熱流密度為74.3W/cm2 時可以保證芯片正常工作；熱管合理的排布以及設(shè)計熱擴散板與熱管散熱器底板的最佳面積比可以有效改善散熱器 底板材質(zhì)的導熱性能。研究結(jié)果對于大型計算機服務器芯片的熱控制提供科學的理論依據(jù)。
獲獎情況
- “高性能熱管散熱器的實驗研究與數(shù)值模擬”該論文發(fā)表在專業(yè)核心期刊“工程熱物理學報”2010年第7期刊登（定為3印刷頁）
鑒定結(jié)果
- 校級二等獎
參考文獻
- [1] Viswannath R，Nair R，Wakharkar V，et al. Emerging directions for packaging technologies. Intel Technology Journal，2002（6）:61~74 [2] 李騰，劉靜.芯片冷卻技術(shù)的最新研究進展及其評價[J]. 制冷學報,2004,25(3):22～32 Li Teng，Liu Jing. Latest Research Advancement and Assessment of Chip Cooling Techniques. Refrigeration Journal, 2004,25(3): 22～32 [3] 劉思光，趙會霞，馬國遠等. 計算機中央處理器液體自循環(huán)散熱器的試驗研究[J]. 制冷與空調(diào)，2005，5（5）:85～88 Liu Si-guang,Zhao Hui-xia,Ma Guo-yuan,et al. Experimental Study on Liquid Self-circulaation Radiator for Central Processing unit. Refrigeration and Air Conditioning, 2005,5(5):85～88
同類課題研究水平概述
- 縱觀熱管散熱器的發(fā)展史,大概可將其分三個階段: 1.鋁擠壓型材,鋁材散熱,銅鋁混合散熱階段,采用鋁合材作為散熱器的基本材料,進一步發(fā)展得到銅材或銅鋁混合材料進行散熱; 2.普通傳統(tǒng)的熱管技術(shù)或水冷技術(shù)進行散熱; 3.采用新一代熱管散熱技術(shù)和熱管熱控制技術(shù)進行散熱;采用以整體熱管技術(shù),可連接熱管技術(shù)為主的新一代散熱技術(shù),實現(xiàn)對高熱流密度的熱源的散熱 國外一些機構(gòu)也早已開始從事熱管散熱器的研發(fā)工作,最簡易的熱管散熱器是在純銅或純鋁散熱器內(nèi)嵌入熱管的形式結(jié)構(gòu)組成. 理論和研究表明熱管散熱器具有非常好的傳熱性能.特別是隨著CPU功率的增加,散熱量愈來愈大,在這方面將會有更廣泛的應用.
