两相冷却

被动两相传热装置结构多样,但关键运行原理相同,均为利用蒸汽将热量快速高效地传递到散热有效性更高的区域。被动两相传热装置为封闭系统,含有少量真空密封的液体。热量通过局部液体蒸发从热源转移,以蒸汽的形式传输到温度较低的区域冷却并经过冷凝恢复为液态,随后液体通过重力或毛细管作用返回蒸发器部分。

由于不含活动部件,这一循环可无限重复。 此外,由于汽化潜热,流体在从液体到蒸汽的相变期间可吸收并携带更多的能量或热量,有效导电率远高于通常用于散热器或单相冷却系统(如液体或风冷系统)的金属。

由于能够被动传递高热负荷,两相冷却装置,如热管和均温板,往往被集成到冷却解决方案和系统中以进一步优化性能。

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热管

热管为设计提供了较大的灵活性,可在散热器基座进行散热或向远程的翅片堆或冷却系统进行热传递。最常见的是铜和水结构,根据特定应用需求也可用其他流体和材料制成。烧结粉末管芯是实现毛细管作用的最常用结构,使得流体能够不借由重力作用返回蒸发点;当然,根据设计要求也可以使用其他管芯结构。

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均温板

均温板的工作原理与热管大致相同,但由于具有平面结构,比偏轴向的热管能够向更多方向传热。因此,均温板通常用于在散热器基座内散热,从而大大提高性能。

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虹吸管

不同于热管和均温板,虹吸管通过重力使得液体返回蒸发器,因此设计中更多考虑方向因素。实际虹吸管通常集成了翅片,虹吸管组件由于系统更完整,其规模往往大于热管或均温板。当主要考虑因素为可靠性时,虹吸管可用作主动液体冷却系统的替代方案。

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