电脑CPU它是一个大型集成电路，热功耗从几瓦到几百瓦不等。随着计算机运行速度的提高，CPU功率越来越大，所以大量的热量会聚集在较小的区域。随着电子设备功率的进一步增加，仅仅依靠单相流体的传统对流换热和强制风冷的散热已不能满足需要。因此，有必要研究和开发新的散热方法，以满足高功率、高热流密度的散热需求[1]。理论和实际应用表明，随着温度的升高，电子设备的故障发生率呈指数性增长[2]。如果没有主动散热，CPU温度会在短时间内迅速上升，CPU一般只能在70-80度左右稳定工作。CPU必须主动必须主动散热，否则主板会因高温而烧毁。研究发现，电子元器件的工作温度每升高10度℃，其寿命将缩短约一半[3.4]。

振荡热管是一种结构简单、传热性能优异的热交换元件。如图1所示，广泛应用于小型电子设备散热领域，特别是高热流密度元件[5]。本项目设计了振荡热管的改进电路结构，制作了改进电路振荡热管试件，研究了工作质量、充电率、倾斜角度、加热功率、冷却水流量和通道截面尺寸对振荡热管启动和传热的影响。

当脉动热管单侧加热时，由于两侧热流密度不对称，考虑到单向阀流向的影响，当脉动热管本身不能稳定单向运行时，单向阀会促进管道工作质量形成稳定的单向循环流动，单向阀会改变管道工作质量的运行状态，促进工作质量的单向循环流动[6]。

闭路式脉动热管原理图1

一、建立模型

实验所用振荡热管总长为112mm，宽度为180mm，蒸发段长度为50mm，绝热段长度45mm，冷凝段长度85mm，弯头处内径10mm热管模型。

本实验的边界条件如下：加热功率110W，热流密度为52784.每平方米12瓦，热管内充液率达到60%。

图2（a）网格图

图2（b）局部图

二、单向阀结构改进

脉动热管内部工作质量总是处于不稳定运行状态，随时可能停止、反转和振荡，导致其传热性能下降。针对管道工作质量运行不稳定的问题，单向阀可促进管道工作质量形成稳定的单向循环流动[6]。单向阀种类繁多，主要包括弹簧、重力、旋转和隔膜结构和单向阀结构图如图6所示。

在选择与脉动热管集成的单向阀时，需要考虑很多因素，其中最重要的是气密性、耐压性、耐腐蚀性、易集成性等。由于闭环脉动热管在灌注工质前内部处于真空状态，单向阀对气密性要求较高。如果单向阀漏气，脉动热管的性能会大大降低甚至失效。此外，脉动热管内部工质在运行过程中受热蒸发产生巨大压力，因此单向阀应具有一定的抗压要求，其抗压要求可根据脉动热管的工作温度和管内工质在此温度下的饱和蒸汽压力设计[6]。

人体大动脉的起始部位，如主动脉和肺动脉的根部，都有动脉瓣膜。瓣膜的功能是防止血液从动脉反流到心室。瓣膜的开关是一个相对被动的过程。瓣膜需要相对快速的开关，每次关闭都需要完全关闭。在人们的生活中，心脏瓣膜需要承受数十亿次的高强度往复载荷。心脏进行非常有规律的收缩和舒张运动。瓣膜作为单向导流阀，起到促进血液系统连续循环的作用[7]。当心室舒张时，打开二尖瓣，允许左心房的血液流入左心室。在收缩期，瓣膜闭合，防止血液在反向压差的作用下回流到左心房[8]。

图3动脉瓣结构图

图4单叶和双叶

双叶瓣是由折叠叶支撑的两个半圆形瓣膜，比倾斜的圆板瓣膜进一步增加了开口面积。双叶瓣血流为平流，有效开口面积较大，单叶瓣为偏心血流，双叶瓣噪音一般小于单叶瓣[9]。

在这种结构中，我们利用仿生原理制造了一个符合热管防回流结构的单向阀，并在叶片轴的两端增加了一个还原装置，如图5所示。其原理是以叶片旋转点为支点，手对夹子的力是动力F1.从支点到动力的作用线作为垂线段，动力作为动力的力臂臂L1、然后使双叶瓣在没有水流的情况下回到原位，如图6所示。

图5单向阀结构

图6还原装置原理图

本文模拟了振荡热管的两相流动传热特性，模拟了振荡热管中气液两相的运动过程，重点关注振荡热管，结果如下：

（1）在启动初期，随着加热时间的增加，热管底部的气柱逐渐膨胀，带动两相流运动。

(2)启动初期，随着加热时间的增加，底部压力增大，两相流产生运动后压力逐渐降低。

（3）仿生学制造的双叶单向阀声音小，可自动闭合，可有效避免回流。