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摘要
轻薄便携型电子产品向着高性能和微型化方向的快速发展给其散热带来了严峻挑战,如何提升其散热能力成为解决发热难题的关键。压扁型热管由圆柱形热管压扁而成,具有质量轻、热响应快、传热功率高等优点,如果能将合适体积和性能的压扁型热管应用于轻薄便携型电子产品热管理,必将大幅提升其散热能力,解决发热难题。但常规压扁型热管（厚度大于1.2 mm）从结构体积、制造方法、传热性能等都不能满足轻薄便携型电子产品的散热需求。因此,本文围绕新型吸液芯结构压扁型超薄热管（厚度为0.4mm1.2 mm）的结构设计、制造方法、传热性能等展开系统研究,主要内容如下:（1）压扁型超薄热管的制造方法在常规压扁型热管制造方法的基础上,针对不同规格的压扁型超薄热管完整地提出了采用不同直径、壁厚和长度的薄壁圆柱形热管的制造方法。针对不同直径、壁厚和压扁厚度的薄壁圆柱形热管的相变压扁工艺过程进行了有限元分析,研究了超薄热管相变压扁参数对其尺寸精度的影响规律,确定了最佳相变压扁温度参数。（2）压扁型超薄热管传热理论分析与实验设计基于热管极限理论,对螺旋编织丝网吸液芯的渗透率与当量直径和孔隙率的关联规律以及螺旋编织丝网吸液芯超薄热管的毛细极限和携带极限进行了理论分析。利用红外热成像方法搭建了螺旋编织丝网吸液芯毛细性能测试平台;设计了螺旋编织丝网吸液芯超薄热管样品的传热性能测试系统,并对系统误差进行了计算分析;模拟智能手机实际使用方式,设计了智能手机散热用超薄热管散热模组的散热性能测试系统。（3）压扁型超薄热管的新型吸液芯结构与传热性能设计了用于制造不同厚度超薄热管吸液芯结构的两种新型螺旋编织丝网,即混合螺旋编织丝网和带状螺旋编织丝网。研究了混合螺旋编织丝网的编织参数对吸液芯内部孔隙形态及超薄热管传热性能的影响规律,内容包括:研究了新型混合螺旋编织丝网的编织方式与其吸液芯内部孔隙分布和尺寸组成的关联规律;研究了混合螺旋编织丝网的编织方式对超薄热管传热性能的影响规律,确定了实验混合螺旋编织丝网的最佳编织方式;研究了带状螺旋编织丝网吸液芯结构对超薄热管传热性能的影响规律,同时,结合智能手机的具体散热要求,基于超薄热管和智能手机中框,设计了智能手机超薄热管散热模组,研究了其在不同工作角度下的散热特性。（4）压扁型超薄热管液-汽通道设计与优化研究设计了不同宽度的复合平面丝网吸液芯,制备了不同宽度吸液芯和不同充液率的超薄热管,通过改变吸液芯的宽度来调控超薄热管管内液体与蒸汽通道的面积比例,研究了超薄热管管内液体与蒸汽通道的面积比例和充液率参数对其传热性能的影响规律,确定了实验超薄热管的最佳液-汽通道的面积比例。研究结果为压扁型超薄热管吸液芯的结构设计提供了新思路和有益指导。
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