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高热流密度航空电子泵驱两相流冷却系统实验研究

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航空应用领域正面临着高功率、高热流密度的电子设备冷却难题,传统的单相液冷散热方式已无法应对大于100 W/cm2热流密度的散热需求.本文搭建了泵驱动两相冷却系统地面实验台并设计了系统控制策略,测试系统在多种散热工况下的散热能力和阻力特性并归纳数学模型.结果表明:机械泵驱动两相散热系统散热性能良好,设计的紫铜材质冷板可有效应对热流密度为120 W/cm2的6 kW集中热源.泵驱两相系统可有效冷却10 kW的热源,在相同的运行状态下所需工质质量比单相散热系统所需工质质量减少70％.发热元件表面温度可以稳定在63～70℃之间,满足芯片表面温度要求,且蒸发器整体的温度均匀性良好,各支路间温差在5℃以内.系统相变段阻力在400 kPa以下,阻力特性可由Kim和Mudawar模型描述.
Experimental Study on Pump-driven Two-phase Cooling Loop for High Heat Flux Avionics

王佳选、宋霞、高天元、施骏业、陈江平

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上海交通大学制冷与低温工程研究所 上海 200240

机械泵驱动 两相冷却回路 冷却性能 R134a

2023

10.3969/j.issn.0253-4339.2023.01.050

制冷学报
中国制冷学会

制冷学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.672
ISSN：0253-4339
年,卷(期)：2023.44(1)
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