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An Open Loop Pulsating Heat Pipe for Integrated Electronic Cooling Applications

机译：用于集成电子冷却应用的开环脉动热管

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摘要

Increasing trends toward integrated power electronic systems demand advancements in novel, efficient thermal management solutions to cope with the increasing the power density. This paper investigates the performance of a novel open loop pulsating heat pipe embedded in an FR4 organic substrate. The heat pipe is comprised of 26 parallel minichannels, 13 turns with an average hydraulic diameter of 1.7 mm and maximum surface roughness of 2.5 μm. The bulk thermal performance of three saturated working fluids-Novec 649, Novec 7200 and Ethanol (99.8%)-is investigated in terms of fill ratio, three angles of orientation, and applied heat fluxes ranging from 0.4 to 2.5 W/cm~2 at sub-ambient pressures. Novec 649 achieved quasi-stable pulsations at lower heat fluxes compared to Novec 7200 and Ethanol (99.8%). In addition, the dielectric Novec 649 fluid showed significant potential for integrated heat spreading applications demonstrating heat transfer of up to 176 W and thermal resistances as low as 0.25 ℃/W for a filling ratio of 30%-16 times greater than that of a standard dry FR4 substrate.
机译：集成电力电子系统的日益增长的趋势要求对新颖，有效的热管理解决方案进行改进，以应对功率密度的不断提高。本文研究了嵌入FR4有机基板中的新型开环脉动热管的性能。热管由26个平行的微型通道，13匝组成，平均液压直径为1.7 mm，最大表面粗糙度为2.5μm。研究了三种饱和工作流体（Novec 649，Novec 7200和乙醇（99.8％））的整体热性能，包括填充比，三个取向角以及施加的热通量范围为0.4至2.5 W / cm〜2次环境压力。与Novec 7200和乙醇（99.8％）相比，Novec 649在较低的热通量下获得了准稳定的脉动。此外，Novec 649电介质流体在集成散热应用中显示出巨大潜力，显示出高达176 W的传热和低至0.25℃/ W的热阻，填充率比标准高30％-16倍干燥FR4基材。

著录项

  • 来源
    《Journal of Heat Transfer》 |2014年第8期|081401.1-081401.7|共7页
  • 作者

    Daniel Kearney; Justin Griffin;

  • 作者单位

    Power Electronic Integration, ABB Switzerland AG, 5405 Baden-Daettwil, Aargau, Switzerland;

    Power Electronic Integration, ABB Switzerland AG, 5405 Baden-Deattwil, Aargau, Switzerland;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

    pulsating heat pipe; thermal management of electronics;

    机译：脉动热管;电子产品的热管理;

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