Desenvolupament i aplicació de la cambra de vapor
Amb l'aparició i el ràpid desenvolupament de la tecnologia de comunicació mòbil de cinquena generació (tecnologia 5G), els productes electrònics, especialment els telèfons intel·ligents, tauletes i altres productes, s'estan avançant cada cop més cap a un alt rendiment, una gran integració i una miniaturització, donant lloc a un flux de calor ultra alt. densitat en espais extremadament estrets. Com a element de transferència de calor eficient, la cambra de vapor té les característiques de baixa resistència tèrmica i temperatura uniforme, i s'utilitza àmpliament en el mòdul de dissipació de calor d'equips d'alt flux de calor.
El progrés de la indústria electrònica ha portat al desenvolupament de productes electrònics cap a una mida petita i una alta integració, donant lloc a un major consum d'energia dels components electrònics. Per exemple, la dissipació estimada dels amplificadors bandgap a l'exèrcit i l'aeroespacial supera els 1000 W/cm2. Els dissipadors de calor ordinaris ja no poden satisfer les necessitats de dissipació de calor d'alta densitat de flux de calor. S'ha demostrat que dos tipus de dissipadors de calor impulsats per capil·lars, com ara tubs de calor, tubs de calor plans i cambra de vapor, són els dispositius de refrigeració passiva més efectius entre els dos dispositius de refrigeració. Tenen avantatges com ara una forta conductivitat tèrmica, un bon efecte d'equalització de la temperatura i una forta adaptabilitat estructural. La cambra de vapor s'ha convertit en un punt d'investigació per a molts estudiosos nacionals i estrangers a causa del seu major rendiment de dissipació de calor.
Actualment, els mètodes de dissipació de calor utilitzats per als dispositius electrònics inclouen principalment la dissipació de la calor del grafit, la dissipació de la calor del grafè, la dissipació de la calor del gel de conducció de calor, la refrigeració per calor del tub de calor, la refrigeració de la cambra de vapor, etc., tal com es mostra a la taula 1. Entre ells, la dissipació de la calor del grafit. , la dissipació de calor del grafè i la dissipació de calor del gel conductor tèrmic pertanyen a materials de dissipació de calor amb efecte de dissipació de calor limitat, utilitzats principalment en petits productes electrònics; Els tubs de calor i les plaques de calor són components de dissipació de calor amb una alta eficiència de dissipació de calor i s'utilitzen principalment en equips electrònics grans i mitjans. Tot i que tant les canonades de calor com la cambra de vapor utilitzen el canvi de fase per aconseguir la dissipació de la calor, incloent quatre passos principals de conducció, evaporació, convecció i condensació, els seus mètodes de conducció de calor són diferents. Els tubs de calor són transferència de calor unidimensional, mentre que les plaques de remull són transferència de calor bidimensional, amb una àrea de contacte més gran amb el medi de dissipació de calor, una dissipació de calor més uniforme i una millor adaptabilitat a les necessitats d'aplicacions en camps com els dispositius electrònics miniaturitzats. a l'era 5G. Estudis relacionats han demostrat que el rendiment d'un dissipador de calor amb una placa de calor uniforme és del 20% al 30% superior al d'un tub de calor, cosa que pot millorar encara més l'eficiència de la conductivitat tèrmica.
La cambra de vapor consta d'una carcassa de tub segellada, un nucli porós que absorbeix líquids i un fluid de treball. El fluid de treball líquid absorbeix calor i s'evapora a l'extrem d'evaporació, i després es transporta en forma gasosa a l'extrem de condensació de la cavitat, on allibera calor i es condensa. El fluid de treball líquid condensat és impulsat per força capil·lar i transportat de tornada a l'extrem d'evaporació a través d'un nucli de succió porós. En aquest cicle, la placa de calefacció pot funcionar de manera independent sense accionament d'energia externa, completant així una transferència de calor eficient. La placa de remull es pot dividir en dos tipus segons la direcció de la transferència de calor, i els dos tipus de cambra de vapor transfereixen la calor al llarg de les direccions de gruix i longitud, la primera pot treure més calor mitjançant la condensació a gran escala; Aquest últim pot transmetre a llargues distàncies i mantenir un excel·lent rendiment d'uniformitat de temperatura. La cambra de vapor es divideix principalment en cambra de vapor estàndard (més o igual a 2 mm), cambra de vapor ultrafina (<2mm), and extreme ultra-thin vapor chamber (≤ 0.6mm) according to different thicknesses.
L'aplicació de les cambres de vapor es pot dividir en dues categories basades en diferents entorns d'aplicació, és a dir, aplicacions d'entorn terrestre i aplicacions d'entorn aeroespacial. El primer es troba en un entorn de gravetat, com ara estacions base 5G, productes electrònics com ara telèfons mòbils i ordinadors, refrigeració electrònica d'automòbils, etc., mentre que el segon es troba en un entorn de gravetat zero, microgravetat o supergravetat, com ara l'aeroespacial. camp.
Els components electrònics generen una gran quantitat de calor en un volum petit, i la dissipació efectiva de la calor s'ha convertit en una de les principals dificultats per al desenvolupament tecnològic posterior. En comparació amb les canonades de calor tradicionals, la placa de calor uniforme, com a nou tipus de dispositiu de conducció de calor, pot contactar directament amb la font de calor i transferir calor uniformement en totes direccions. Té un rendiment de conducció de calor eficient i uniforme i s'utilitza àmpliament en camps com l'electrònica, aeroespacial i vehicles de nova energia.
