花丝多孔体内插元件强化管内对流传热的研究

应用花丝多孔体内插元件对管内对流传热的强化作用进行了理论分析和实验研究 ,得出强化传热Nu数和阻力系数f随Re数的变化关联式 ,并与光管传热作了比较分析。分析结果表明 :这种内插元件能使换热系数增长的幅度等于或高于阻力系数增长的幅度 ,实验研究结果还得出了花丝多孔体内插元件在实际应用中的最佳孔隙率     

热管在UPS/EPS里的应用和发展

随着电子技术的不断发展，半导体器件电路集成化程度越来越高，UPS／EPS往高频化方向发展，其组件的功率更大而物理尺寸越来越小，热流密度也随之增加，高热流密度的形成带来了对电子元器件更高的热控制要求。因此有效的解决散热问题已成为当前UPS／EPS设备亟待解决的关键技术。针对UPS／EPS设备的散热冷却问题详细综述了高效热管散热在该方面的应用现状及发展。     

大功率电力电子散热器流动传热特性实验研究

为解决大功率电力电子设备散热问题,设计了射流微通道散热器,并搭建了实验测试系统对不同体积流量和加热功率下射流微通道散热器的传热和流动特性进行了实验测试。实验结果表明:随着体积流量的增加,射流微通道散热器的换热量不断提高,在测试流量下,最高能够满足1 000 W的散热需求。射流微通道散热器换热系数和进出口压差均随体积流量的增加而增大,但换热系数增大的幅度逐渐降低,而进出口压差增加的幅度逐渐增加,因此散热器在小驱动功耗下,增加驱动功耗对于改善换热效果更显著。     

大功率电力电子设备用微槽道系统实验研究

为同时满足大功率电力电子设备高热流密度散热及被冷却表面低温的要求,设计搭建了闭式真空微槽道制冷系统,对去离子水在负压下进行了实验研究。微槽道散热器包含17条尺寸为0.6mm(W)×2mm(D)×20mm(L)的微槽道,材料为无氧铜。实验工况为进口压力Pin=38.9~166.8kPa,流量V=3.2~20L/h,质量流速G=42~262kg/m2s,热流密度q″=6.6~220W/cm2。实验结果表明IGBT壳温随压力的减小而减小,平均换热系数随压力的减小而增大,验证了负压两相系统的优势,在发热面温度低于80℃的情况下实现了热流密度100W/cm2。     

基于液态金属的高热流密度电力设备冷却实验研究

大功率电力设备的冷却方式成为制约电力设备集约化紧凑性的重要因素。常规水冷技术难以应对具有高热流密度的工况条件,而新兴的液态金属冷却技术具有解决该难题的潜力。为此,本文建立了基于液态金属的高热流密度电力设备冷却实验平台。在该平台基础上,开展了液态金属和水的对流换热系数和热导率对比实验。实验表明,在相同工况条件下,以液态金属替代水作为冷却介质,系统热阻可由0.033K/W降低至0.019K/W;若进一步以液态金属替代传统导热膏作为界面材料,则散热系统热阻可降低至0.014K/W。     

直接空冷凝汽器单排翅片管外部流动及换热特性分析

蛇形翅片管是直接空冷凝汽器的核心换热元件。对其进行详细的换热流动分析,对直接空冷系统的设计以及运行都具有非常重要的意义。应用计算流体力学(CFD)数值模拟的方法,在不同迎面风速下,对翅片管的流动特性和换热性能进行了深入分析,并得出了翅片管的压力降、摩擦系数、换热量、换热系数、出口温度、翅片温度等随迎面风速变化的曲线,提出了努塞尔数Nu与雷诺数Re之间的无因次关系式,所得到的结果可为我国电站空冷系统的设计和运行提供理论依据。     

离子风与来流对平板协同散热的实验研究

研究有来流情况下线电极、针电极和针环电极对平板散热的散热效果,考察不同电极间距下,来流风速、外施电压对散热性能和能耗的影响,并对3种形式电极进行比较。实验结果表明,风速小于1.5m/s的来流与离子风同时作用时,一方面离子风能够在加热平板表面引起局部湍流,提高局部换热能力;另一方面来流将热量及时运输走,进一步增强换热,二者协同可以使换热系数达到60W/(m2·℃)以上,是自然对流散热的3.5～4.5倍。与线电极和针电极相比,针环电极结构的散热器散热效果更好,并且能耗相对更低,其原因在于针环电极的高压环能够增强放电电极到接地平板之间的体积力大小,有利于增强离子风的换热效果。     

超轻多孔泡沫金属平板热管的传热性能研究

以水、乙醇和丙酮为工质,以超轻多孔泡沫金属为毛细吸液芯构造了新型的平板热管,并对其传热性能进行了实验研究。研究了填充工质、充液比、热管放置角度及加热功率等因素对平板热管传热性能的影响。结果表明以超轻多孔泡沫金属为毛细吸液芯可以显著强化平板热管的传热能力,具有优异的均温性能,扩展了平板热管承载高热流密度的能力,可达200W/cm2以上,并减小了平板热管的热阻,热阻最小可达0.09℃/W。在3种工质中,水为最佳工质选择,且当充液比为30%时具有较好的换热效果。     

水平管内低质量流量超临界二氧化碳异常传热行为研究

研究了水平管内低质量流量超临界二氧化碳(S-CO₂)异常传热行为，采用Fluent软件模拟了水平管内低质量流量条件下S-CO₂传热过程，分析了加热和冷却条件的异常传热行为和热流密度对传热影响。结果表明：热边界条件为压力8 MPa、质量流率200 kg/(m²·s)、热值比q/G=0.2 kJ/kg时，S-CO₂管内流动冷却过程中上、下壁面温度均沿程降低，在S-CO₂主流温度达到拟临界温度时，距离入口551.0 mm处上壁面换热系数出现突变峰值，该处传热强化；S-CO₂管内流动加热过程中上壁面温度均先沿程升高，而后下降至395 K后缓慢上升，下壁面温度短暂降温后缓慢升温，距离入口69.5 mm处上壁面传热系数出现谷值，该处传热恶化；热流密度的增大使加热条件下换热恶化程度加剧，但对冷却换热并无明显影响。由此可见，特征截面的热物性分布是导致出现不同换热行为的主要原因。最后，基于低质量流量条件、热物性及浮升力影响，构建了预测超临界强化传热关联式，为超临界流体换热设...     

无风条件下带有玻璃盖板的倾斜封闭矩形腔体散热特性实验研究

为了对腔体内外部耦合散热特性进行研究,建立带有玻璃盖板的倾斜封闭矩形腔体热损失特性实验台,在无风条件下对封闭矩形腔体的底部进行电加热,研究在不同的倾角、热流梯度参数k以及热流密度下,腔体内部以及玻璃盖板外表面的复合换热系数h_(in)和h_(ex)、玻璃盖板外表面的平均对流热损失努谢尔特数Nu_(cm)和平均辐射热损失努谢尔特数Nu_(rm)的变化规律,并获得相关实验关联式。研究表明,在较小倾角下(q￡60°)腔体内部的复合换热系数h_(in)总是要比外部hex大,带有玻璃盖板的封闭矩形腔体热损失主要受玻璃盖板外表面的传热过程控制;随倾角的增大,h_(in)与h_(ex)差异减小;Nu_(cm)随倾角的增大而增大;Nu_(rm)随k的增大而减少,随热流密度的增加而增加。     

大功率高压变频器的功率单元热沉研发

在对兆瓦级高压变频器研发中,大功率功率单元的散热是研发的关键,在对大功率IGBT的热设计中,根据IGBT和DOIDE的参数特性,计算其热损耗功率。结合热分析公式研发变频器功率单元的热沉系统,并利用相关的热分析行业软件,完成300A电流等级的通用功率单元的热设计。     

基于铜铝基板和热沉组合的LED散热性能的研究

大功率LED具有节能环保、发光效能高等诸多优点,但是散热问题制约了它的快速发展.本文针对CREE公司6W大功率LED芯片,测试其基于铜铝材料基板与热沉组合的散热性能、光电性能及热分布,从而对所涉及的材料和结构进行反馈改进,实现对LED芯片的基板与热沉的最优选择.通过对原理和实验结果的分析,得出黄铜的散热性能并不差,黄铜和铝的基板热沉混合组合其散热效果与性能表现要好于同种材料的组合,并指出提高LED散热能力的关键是散热结构与散热面积.     

电动汽车SiC MOSFET风冷逆变器的散热器设计

电动汽车驱动逆变器对功率密度具有很高要求,驱动逆变器的散热设计不仅影响电驱动系统能否可靠运行,同时散热系统的体积也成为制约逆变器功率密度的瓶颈。基于20 k W电动汽车Si C MOSFET风冷逆变器,分析散热器热阻与其几何尺寸的关系,在满足逆变器散热要求的条件下,对散热器风扇个数、散热沟槽数、肋片厚度以及散热器的沟槽长度进行设计,并分别采用热仿真和实验对理论设计进行比对。     

模块化多电平变流器中子模块散热设计

以模块化多电平变流器子模块损耗分析为基础,从传热学的角度,分析散热片的热阻模型,设计了三相500kVA模块化多电平变流器子模块的散热片,并通过Ansys仿真验证设计结果。最后通过实验验证散热片设计方法。     

基于功率型LED散热技术的研究

散热制约了LED功率的进一步提高。本文在分析功率LED受热效应影响的基础上,从改进LED结构角度来解决散热问题。芯片采用倒装焊结构,可降低热阻,提高散热能力,对倒装焊结构的热能扩散途径进行了阐述,指出采用导热性能优良的封装材料是提高散热效率的重要途径。并对密封材料,键合材料,散热基板对散热的影响作了详细的分析,最后介绍了采用热沉散热的最新进展,并提出了今后的研究方向。     

铜镍合金换热管的失效机理分析

某型海水换热器的冷却介质为海水。换热器运行数月后,换热管发生泄漏。对泄漏管的材质进行宏观及微观分析,测试结果表明,由于设计方案存在缺陷,致使海水换热器的冷却效率较低,在高温介质的加热下,换热器内的海水已呈沸腾状态,从而产生大量的气泡,发生了空泡腐蚀现象,造成换热管被迅速腐蚀,引发了材质的穿孔泄漏现象。     

高压变频器散热系统的设计

对6kV, 2.5kW 高压变频器的散热系统进行了研究和设计。提出采用强迫风冷解决变频器的散热问题。在计算出系统各个功率器件发热量的基础上,根据发热量与温升之间的关系,计算出各功率开关器件所需散热器的热阻,选择了合适的散热器,并根据整个系统的发热量和散热器对气流的要求,对风机的选型以及风道的设计进行了探讨,设计了一种前进风后出风,每个散热器都与风腔独立密封连接的抽风方案。试验结果表明,该散热系统能满足运行要求。     

热沉对LED灯具散热性能的影响

为了改善LED隧道灯具的散热性能,设计了一种适合用于隧道灯具散热的圆弧形散热器,并对其进行实体建模,通过ANSYS有限元软件进行热仿真分析及优化设计,并进行了实验验证。结果表明：实验数据验证了仿真分析准确可信;隧道灯具散热性能随着热沉平均高度和热沉数目的增大而增强,但当变化达一定值时,这一趋势减缓;随着热沉厚度增加,散热器散热能力先增后减,分析结果可为隧道灯具散热器设计提供有益的参考。     

风冷型热管散热在大型整流装置中的应用

介绍了热管散热器的散热原理和优越性,以及风冷型热管散热器整流装置的实际应用和前景。     

新型平板热管相变蓄热器蓄放热性能分析

采用石蜡作为蓄热换热介质,将新型平板热管作为换热元件以强化换热,并在平板热管两侧平面添加纵向翅片,设计了一套热管式相变储热换热器实验装置,对相变蓄热换热器的蓄、放热特性进行了实验研究。测定了石蜡的温度分布随时间变化的规律;改变充、放热流体工况,分析了不同流量和流体温度对蓄放热过程的影响。通过分析发现,新型平板微热管阵列在相变蓄热器的蓄放热过程很好地发挥了强化传热元件的作用,蓄热过程中,传热流体温度越高,相变材料的熔化速率也越大;放热过程中,相同的流体温度下,随着流体流速的增大,蓄热器的放热速率逐渐增加。实验结果表明,新型平板热管蓄热器蓄放热效果良好。