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基于增材制造技术的传热-储热一体化功能结构

平板热管；相变储热；一体化设计；散热系统；增材制造技术

近年来，先进高速飞行器内电子元器件逐渐向小型化、大功率、高集成度方向发展，使得电子元器件的热流密度急剧增大，亟需开展大热流密度传热、散热技术和系统研究。本文基于增材制造技术设计制备了一套基于平板热管和相变材料的一体化散热储热系统，可以很好地兼顾平板热管优良导热性和相变材料吸热能力强的优点。通过实验和模拟的方法，测试了系统在不同工况下的散热性能，详细分析了热量传递过程。实验对比单面覆盖平板热管和五面覆盖平板热管两种试验件在不同姿态（0°和180°）、不同功率（20W、40W、60W）下对模拟芯片的控温性能。数值模拟了两种试验件50W加热功率下的物理过程。实验结果表明，一体化传储热功能结构有着优良的散热性能；五面耦合平板热管的结构传热效果优于单面耦合平板热管的结构，具有较好的控温性能；传储热功能模块的传热性能由于功率增大带来的温差增大而上升；重力会传热性能产生一些较小的影响。未来计划将进一步深入探索和优化基于平板热管和相变材料的一体化散热储热系统，以适应先进高速飞行器内电子元器件更高热流密度的散热需求。综合调整系统结构，创新材料应用，提升整体传热储热性能；开展多工况实验测试，结合数值模拟，全面评估散热性能；研究重力影响，开发补偿策略，减小不利影响。