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集成热管传热性能测试报告 ———————————————————————————————— 作者： ———————————————————————————————— 日期： 集成热管散热器的传热性能测试报告 大连理工大学能源与动力学院 大连理工大学新能源与节能研究中心 二00五 年 五 月 八 日 大连理工大学新能源与节能研究中心、及大连理工大学能源与动力学院，受大连白云机电设备厂的委托，对该厂研制的两款用于台式机CPU冷却的集成热管散热器，在模拟风洞试验台上进展其传热性能测试，根据测试结果给出该散热器的传热性能综合评价。 一、测试内容 1．一定风速下，不同散热功率的 CPU外表温度测试； 2．一定风速下，不同散热功率的集成热管散热器传热热阻测试； 3．一定风速下，不同散热功率的集成热管散热器温度场测试； 4．不同风速对集成热管散热器的传热性能影响试验； 5．集成热管散热器与传统风冷散热器及市场上散热面积相当的SP－94热管散热器的传热性能比照试验。 二、测试样品 实物照片1 ：概念设计〔未优化〕集成热管 实物照片3 ：SP－94热管散热器 实物照片2 ：优化后集成热管 实物照片4 ：纯铜风冷散热器 测试样品有：实物照片1——概念设计〔未优化〕集成热管 实物照片2——优化后集成热管 实物照片3——SP－94热管散热器 实物照片4——纯铜风冷散热器 其中概念设计〔未优化〕集成热管的几何参数如表1所示： 表1 概念设计〔未优化〕集成热管的几何参数 散热器长〔mm〕 宽〔mm〕 高〔mm〕 翅片长度 L〔mm〕 翅片高度 H〔mm〕 翅片数量 N 翅片间距δ(mm) 翅片厚度 t(mm) 75 45 75 45 10 240 1 蒸发部 蒸汽腔长〔mm〕 蒸汽腔 宽 〔mm〕 蒸汽腔 高 〔mm〕 矩形截面热管长 〔mm〕 矩形截面热管宽 〔mm〕 矩形截面热管高 〔mm〕 矩形截面热管数目 〔N〕 散热器重量 〔g〕 75 45 7 65 2 45 5 268 优化后集成热管的几何参数如表2所示： 表2优化后集成热管的几何参数 散热器长〔mm〕 宽〔mm〕 高〔mm〕 翅片长度 L〔mm〕 翅片高度 H〔mm〕 翅片数量 N 翅片间距δ(mm) 翅片厚度 t(mm) 74 35 70 35 10 240 15 蒸发局部 蒸汽腔长〔mm〕 蒸汽腔 宽 〔mm〕 蒸汽腔 高 〔mm〕 矩形截面热管长 〔mm〕 矩形截面热管宽 〔mm〕 矩形截面热管高 〔mm〕 矩形截面热管数目 〔N〕 散热器重量 〔g〕 40 35 51 35 3 142 三、实验设备和测试方法 1．实验装置示意图 2. 测试实验台实物照片 3 . 实验设备 1〕台式计算机：用于温度、压力、流速的采集、处理 2〕多通道温度采集系统／1100：用于温度测试 3〕热线风速仪：用于空气的流速、压力测试 4〕标准铠装铜－康铜热电偶：用于温度测试 5〕模拟CPU的铜棒：用于模拟CPU发热 6〕WYK－303直流稳压电源：用于稳定电压 7〕接触式调压器：用于模拟发热体的功率调节 8〕3165电能分析仪：用于模拟发热体的功率测试 9〕风洞：用于模拟CPU散热风扇，产生风速可控的冷却空气。 4. 测试方法 本实验完全模拟CPU的实际工作条件：用一电加热铜棒模拟CPU的散热；电加热铜棒的加热功率通过调节接触式调压器的电压来初调，输入电压及功率由3165电能分析仪测试；集成热管散热器的准确散热量通过安装在发热体铜棒上的热电偶测得的温度计算获得; CPU外表温度由安装在被测散热器加热外表的热电偶测得。 用风洞模拟风扇的给风，风速可调；风速由热线风速仪测定。 集成热管散热器和加热铜棒的温度由标准的铠装铜－康铜热电偶测得。 热电偶接到多通道温度采集系统／ 1100上；温度、压力、流量采集系统与台式计算机相连，各点温度直接在台式计算机上输出。 四、测试结果及分析 1〕散热量：在空气强制换热情况下，由散热器换热传递出去的热量，反映了散热器的散热能力。 2〕CPU的外表温度：散热器与CPU接触的底面温度，它是判定散热器散热效果好坏，以及CPU是否能够正常工作的最直接，最根本的判据，该温度一般需低于70℃。 3〕散热器的热阻：散热器与CPU接触的底面与周围环境之间的传热热阻，它也是评定散热器性能的重要标准之一。 2. 测试结果 1〕概念设计〔未优化〕集成热管的测试结果 在入口风速均为2.75 m/s的情况下，概念设计〔未优化〕集成热管、纯铜风冷散热器和SP-94热管散热器的CPU外表温度比拟，及其与散热功率之间的关系如图1所示。