热管散热器变工况性能实验研究

用实验方法对一台新型热管散热器进行了变工况性能测试研究.人工环境实验室的空气处理机组模拟环境温度（即冷侧进风温度）,用电加热装置调节散热器热侧（热管蒸发段）空气进口温度.冷侧进风温度在5-41.5℃范围调节,热侧进风温度在20-55℃范围调节,得出散热功率与冷热侧进风温差有关而与进出风温度范围无关;对充液率分别为35%和25%热管散热器进行变工况实验研究,得出了热管散热器充液率25%时性能优于充液率35%时性能等结论.     

热管中冷器的传热与阻力特性

为了研究重力热管在车辆中冷器上的应用可行性,设计用于冷却高温增压空气的热管中冷器.选用水作为工作介质,在风洞实验台架上进行热管中冷器的传热和阻力性能实验.测试热管中冷器在不同冷侧空气流速、冷﹑热侧空气进口温差、热侧空气流量下的散热量和压力降,比较并分析测试结果.结果表明,热管中冷器具有良好的散热性能,在一定范围内可以满足高增压内燃机的散热要求.将实验结果与理论模型计算值进行比较,结果表明,实验值与理论计算值变化趋势吻合较好．     

应用于LED散热一体化平板热管的传热性能

为解决LED散热问题,制作了一种一体化平板热管,搭建了平板热管实验台以研究此平板热管的传热性能,设计了模拟热源的保温方案.为了模拟LED芯片的发热,制作了模拟芯片热源,并对实验结果的不确定度进行分析.通过实验研究了加热功率、充液率和工质对平板热管传热性能的影响.实验结果表明:此平板热管具有良好的均温特性.在所测试的功率范围内,蒸发腔热阻随着功率的上升而降低.充液率方面,此平板热管的最佳充液率为40%.在测试的3种工质中,去离子水的传热效果最好.     

碳纳米流体特性及其在重力热管内的传热

采用阿拉伯胶辅助分散法制备了一种新型的纳米流体--碳纳米管 水纳米流体,并以其为工质在以铜为管壳的一种新型重力热管内进行了传热实验研究.制备和实验结果表明,碳纳米管 水纳米流体的导热系数比基液水约增加了30％～50％,导热能力明显增强;这种纳米流体黏度低,流动性好,制备过程简单,可用于大规模生产;纳米流体重力热管加热段沸腾换热弱化了纳米流体的稳定性对热管传热性能的影响,实现了纳米流体与重力热管的优势互补;以该纳米流体为工质的重力热管的内热阻比水小,并且随着传输功率的提高,热管总热阻逐渐减小,传热性能逐渐提高.     

中压IGBT模块用热电制冷集成微型平板热管散热器的研究

为满足绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)模块散热器散热性能的要求,设计了一套用于中压IGBT模块散热的主动式散热器,以热电制冷器为核心,和微型平板热管热并联连接集成分离热通道散热器。基于一维稳态传热理论建立了分离热通道散热器的热阻网络模型,分析了该散热器在性能、经济方面比传统热电制冷散热器的优势。仿真结果表明,相比传统的径向热通道散热器,分离热通道散热器提高了热电制冷器的制冷系数,拥有更大的散热极限。与常规的水冷散热器对比结果表明,分离热通道散热器适用于高温环境的小功率场合。该研究成果为改进IGBT模块主动散热器性能提供了一定参考。     

重力热管在固定床鼓泡反应器中传热性能的实验研究

通过实验,研究了重力热管在固定床鼓泡反应器中的传热性能。分析了热水流量、气体流量、冷却水流量对床层温度分布和热管传热功率的影响．     

热管散热器在电力电子器件中的应用

传统散热器在散热能力上已很难满足电力电子元件工作频率和集成度不断提高其散热量急剧增加的要求,这将严重影响设备运行的稳定性,本文根据热管的工作原理,建立了热管应用于散热器的传热模型,分析了热管散热器的散热能力和安装、布置、运行等方面上的优势,新型热管散热器具有很好的应用前景。     

重力热管换热特性数值模拟

基于计算流体力学软件(CFD)建立重力热管(TPCT)数值模型,将数值结果与实验进行对比,进而探讨加热功率和充液率对重力热管传热性能的影响.将已发展的传热传质关系式转化为相应控制方程源项,通过自定义函数(UDF)实现重力热管内部相变过程中的传热传质过程,试图建立一个包含两相流与相变过程的重力热管CFD模型.结果表明:通过CFD数值方法可较好地模拟重力热管内部复杂的流动与传热过程;在加热功率为12~60 W内,重力热管的等效对流换热系数随加热功率增大而增大;在充液率为30%~60%范围内,重力热管的等效对流传热系数均随充液率增加而减小,当充液率为30%时,重力热管换热性能较好.     

重力热管内小热流密度冷凝换热研究

本文着重研究热流密度ｑ＜９０００Ｗ／ｍ２的传热工况下重力热管内冷凝段的换热。通过实验确定了不同倾角、不同工质充液比及不同热流密度对热管传热性能的影响，并得到无因次量实验关联式     

大功率LED冷却用平板热管散热器的实验研究

对一种新型平板热管散热器冷却大功率LED芯片阵列进行实验研究。在自然对流冷却条件下,分析了平板热管散热器的启动特性、均温特性以及通电电流、倾角对其传热性能的影响。利用热电转换方法得到LED芯片的结温变化。实验结果表明:平板热管散热器的总热阻在0.3053～0.3425℃/W间,且散热器整体温度分布均匀合理,具有很强的散热能力;LED结温在47.9～59.0℃间,远低于110℃。     

单芯片大功率LED热分析及散热器设计

利用热分析软件ICEPAK对单芯片大功率LED灯的散热器性能进行了仿真分析,得出其温度分布规律,提出了3种优化设计方法对散热器进行散热,并讨论了各方案对LED散热性能的影响.仿真结果表明:通过适当的优化设计能够有效地提高LED散热性能.     

Electrically driven chip cooling device using hybrid coolants of liquid metal and aqueous solution

Heat dissipation of electronic devices keeps as a tough issue for decades. As the most classical coolant in a convective heat transfer process, water has been widely adopted which however inherits with limited thermal conductivity and relies heavily on mechanical pump. As an alternative, the room temperature liquid metal was increasingly emerging as an important coolant to realize much stronger enhanced heat transfer. However, its thermal capacity is somewhat lower than that of water, which may restrict the overall cooling performance. In addition, the high cost by taking too much amount of liquid metal into the device also turns out to be a big concern for practical purpose. Here, through combining the individual merits from both the liquid metal with high conductivity and water with large heat capacity, we proposed and demonstrated a new conceptual cooling device that integrated hybrid coolants, radiator and annular channel together for chip thermal management. Particularly, the electrically induced actuation effect of liquid metal was introduced as the only flow driving strategy, which significantly simplified the whole system design. This enables the liquid metal sphere and its surrounding aqueous solution to be quickly accelerated to a large speed under only a very low electric voltage. Further experiments demonstrated that the cooling device could effectively maintain the temperature of a hotpot (3.15 W/cm²) below 55ºC with an extremely small power consumption rate (0.8 W). Several situations to simulate the practical working of the device were experimentally explored and a theoretical thermal resistance model was established to evaluate its heat transfer performance. The present work suggests an important way to make highly compact chip cooling device, which can be flexibly extended into a wide variety of engineering areas.     

间接空冷散热器空冷塔流动和传热的数值研究

依托实际工程项目,利用计算传热学(NHT)软件FLUENT,对自然通风状态下,某600 MW机组表面式间接空冷散热器空冷塔的流动和换热性能进行了数值模拟、分析和研究.确定了考核工况基准下,不同环境风速对空冷塔通风量和间接空冷散热器散热量的影响.模拟结果显示,随着环境风速的增加,空冷塔通风量和间接空冷散热器散热量减小.它为间接空冷系统的优化设计提供理论依据.     

进出口方式和槽道形状对微散热器内流量分配与传热的影响

为得到散热效果比较好的等截面矩形微散热器,设计了不同的进出口布置方式和不同的进出口槽道形状,并采用数值模拟的方法对微散热器内流量分配和传热特性进行了研究.结果表明进出口布置方式对微散热器内通道流量分配有很大影响:进出口槽道形状为矩形的微散热器流体流动分布较好;三角形槽道微散热器流体流动分布相对较差,其流动机理可归结为分流与摩擦阻力的相互作用;I型矩形槽道微散热器无论是传热性能还是流阻特性均优于C型及Z型微散热器,具有优越的强化传热特性,能满足高热流密度的微电子器件的冷却需求.     

动力舱冷却模块优化匹配方法实验

为了优化商用车冷却系统的匹配设计,提出基于动力舱前端模块风洞实验的冷却模块优化匹配方法.并以某商用车为原型,进行应用验证.将动力舱内前端模块按设计要求试制成前端零部件模型、冷凝器、中冷器、水散热器4排布置,在风洞试验台上进行性能试验研究.完成冷却模块与风扇的匹配设计,并通过道路试验检验该冷却系统的运行性能.研究结果表明,在4.0～10.0 m/s风速下,单个水散热器的冷却风压降占舱内前端模块总压降的55%～58%,舱内零部件对压降约有3%～5%的影响. 当有效迎风速度达到7.0 m/s时,模块散热量已满足系统额定点要求.基于本方法匹配的冷却系统性能达到设计要求,前端冷却模块的匹配试验可提高系统设计精度,且有利于节能．     

汽车散热器性能试验台研制

基于国内外汽车散热器性能试验的相关方法及标准,研制出一种新型汽车散热器性能试验台。利用焓差法取代温差法对散热器空气侧换热量进行计算,增加了介质侧取样装置,对散热器进口空气湿球温度进行了修正,采用标准文丘里流量计和插入式多喉径流量测量装置相结合的方式测量空气流量,并采用高性能PID温度控制器对介质侧入口温度进行精确控制。结果表明:试验台的热平衡误差≤±3%,重复性误差≤±2.5%,准确性精度≤±2.5%,优于国家标准JB 2293—78的要求,为汽车散热器的研究开发提供了可靠的试验基础。     

地铁用间接蒸发冷却器换热性能影响因素

为解决地铁站冷却塔设置难题,提出了一种采用低速电机驱动旋转布水装置的间接蒸发冷却器,在两种布置方式下,对其换热性能进行了单因素实验,并运用正交实验法对较优布置方式下影响换热器换热的因素进行了分析。结果表明：两种布置方式下,喷嘴与蒸发冷却器的间距、两组换热管束间距均存在最佳值,喷嘴双侧旋转布水优于单侧旋转布水;换热器平行气流布置且喷嘴双侧旋转布水为较优布置方式,此时,换热器换热量随喷水量、转速、空气速度、冷却水进口温度的增加以及喷水温度、空气温度的降低而增大,其中,冷却水进口温度对换热器换热影响最为显著,其他因素对其换热的影响从主到次顺序为：喷水量、空气温度、空气速度、喷水温度、转速、冷却水流量。     

通信基站用整体式空气-空气热虹吸管换热机组的实验研究

为了降低通信基站空调的耗电量,提出利用热虹吸管换热机组辅助空调为基站降温的节能方案,研制出空气-空气热虹吸管换热机组样机,并对样机进行了实验测试.结果表明,在实验工况范围内,换热机组运行稳定、可靠,换热效果良好,温度效率η可达50%,能效比EER可达10.9。