V型微通道热沉的 流体流动与传热问题研究

V型微通道热沉具有体积小、流速小、散热效率高等优点,是将多个DL线阵组装为面阵并实现高性能冷却封装的良好解决方案.本文采用计算流体力学软件Fluent建立了V型微通道的数值模型,研究了其中的流体流动与传热问题.仿真结果表明,设计的V型微通道可满足激光二极管线阵的散热要求.仿真分析结果与V型微通道热沉样品的模拟热源加载实验测试数据对比,吻合较好,证明了数值仿真的有效性.     

电渗驱动微泵设计初探

电渗驱动微泵是一种新型的微泵,具有输出压强高、流量可调范围宽、结构简单、无活动部件等特点,易与微通道热沉集成,构成微通道冷却系统,可用于集成电路的热管理.本文介绍了电渗驱动微泵的数学模型,利用PB方程来描述电渗流中电势和离子分布,讨论了背压与流速的关系,槽道宽度、工作液体温度、外加电压等参数对电渗泵性能的影响.     

石墨烯微通道散热器的传热特性

为了改善传统微通道散热器的传热特性,提出了一种新型的微通道散热器,相较于传统直通道散热器,不仅增加了横向通道,而且在传热板的下表面覆加了具有超高热导率的石墨烯层,利用数值分析的方法研究添加了横向通道和石墨烯层后的微通道散热器和传统直通道散热器的传热特性。结果表明:横向通道的加入降低了微通道散热器受热面最高温度、最低温度和温差,并且随着热通量的增加,降低幅度增大。石墨烯层的加入使温差大幅度降低,进一步改善了散热效果。     

微流控芯片微通道热压成形中塑料流动的仿真

目前,PMMA微流控芯片微通道成形过程中热压参数的调整周期很长.针对这一问题,本文基于热粘弹性理论建立微通道成形过程中的热-应力耦合场模型,利用有限元软件对微通道热压成形过程进行了仿真,通过对不同压力、温度和时间下微通道成形的仿真,得出了最优化的工艺参数.实验结果验证了仿真结论,可以实现对微流控芯片微通道热压成形过程的快速有效的控制.     

镀碳纳米管铜岐片微通道冷却器散热性能实验研究

摘要：本文以空气为冷却介质,对镀碳纳米管铜岐片微通道冷却器进行了气冷散热性能实验研究。通过测量微冷却器出入口温度、底面温度与压降,研究了镀碳纳米管铜岐片微冷却器的散热性能。对镀碳纳米管的铜岐片和硅岐片微冷却器,通过实验比较得到,两种材料微冷却器的热阻在低热流密度时,温度变化梯度较大,随着热流密度的提高,热阻变化趋于稳定,并且镀碳纳米管的铜岐片微冷却器散热性优于硅岐片材料微冷却器。     

高热流微冷却器的换热性能研究

对以水为换热介质的微通道冷却器对模拟发热电子芯片进行冷却的换热性能进行了实验研究.通过测量流体的流量、进出口温度、发热片表面热流密度,获得了不同几何结构微通道冷却器在不同加热功率、不同Re数条件下的换热特性和冷却效果.结果表明,微通道冷却器可以有效地对表面热流密度高达5.34×105 W/m2的发热电子芯片进行冷却;微通道冷却器的换热性能随Re数的增大而提高,所提高的幅度随加热功率的增大而增大;微通道的几何结构对换热性能有显著影响,平均Nu数随微通道的宽深比增大而增大.     

含阵列电极的硅基电泳芯片微管道性能的表征和分析

以含阵列电极的SOI硅基芯片与PDMS盖片制成的复合电泳芯片为对象,研究芯片电泳过程中芯片微管道的特殊表面电化学性质.实验采用电流监测法,利用溶液探针测试体系来表征微管道的电绝缘性,由于工艺缺陷或芯片长时间使用引起的绝缘层不同程度的损坏,导致在充液管道中产生的10-500μA的基底电流,这又导致不同程度焦耳热,进而导致电渗流无法稳定和芯片电泳过程无法正常进行.实验提出通过优化硅-PDMS电泳芯片的结构设计来避免和减小基体电流,同时采用以导热硅酯为介质的散热器对硅片试验体系进行散热,进一步减小焦耳热的影响以获得稳定的电渗流.在此基础之上,实验测得硅-PDMS微管道中的电渗迁移率为3.9×10-4 cm2/V·s,伏安曲线显示5 mmol硼砂缓冲中最大施加电压为260 V/cm;采用本文提出的复合芯片系统,分离FITC标记的精氨酸和苯丙氨酸混合样品,分离度达到3.14,柱效分别达到18 000和25 000.     

交流接触器温度场仿真及试验验证

将ANSYS有限元热分析应用到交流接触器热特性分析中,模仿其实际工作环境,构建交流接触器三维稳态热分析模型,确定热源、导热系数和表面散热系数,对接触器的稳态温度场进行分析;进一步改变施加的边界条件,研究不同散热方式下接触器的温度分布。最后对CJX2-0910型交流接触器进行温升试验,将温度场的仿真结果与试验结果比较,误差较小,表明所建立热分析模型的可行性。研究结果对接触器材料的选择、结构的设计及其性能的优化有重要意义。     

微通道换热器的数值模拟和结构优化

为提高微通道换热器的换热效率,利用COMSOL耦合求解流动和传热方程,对微通道换热器换热特征进行数值模拟.通过分析微通道换热器的温度、微通道的入口与出口的压差以及微通道换热器的总热阻等参数,对其换热性能进行评估.优化微换热器的几何结构可以有效提高换热性能.数值模拟结果表明：当微通道的高宽比为0.8、微通道与间隔的宽度比为0.6、微通道数为71时热阻最小,换热性能最佳.     

基于IGBT的功率变换器散热设计与研究

本文对IGBT功率变换器设计中强制风冷散热方式进行了研究。应用ICEPAK软件搭建系统热仿真模型,并对散热器结构参数和风量进行仿真分析与优化设计。在此基础上,试制一套强迫风冷散热系统,通过对计算和仿真结果与试验测试结果的对比,验证了散热系统热阻计算方法和热仿真模型的合理性与实用性。