微通道冷板在有源相控阵天线上的应用

由于相控阵雷达热流密度的不断增长和较高的可靠性要求,其冷却技术也面临着极大的挑战,微通道散热技术成为应对这一挑战的新方法。文中分析了矩形微通道冷板的高宽比、通道宽度、流体入口速度和温度对其换热特性的影响,在此基础上得出矩形微通道冷板的一组最佳结构参数。相控阵雷达微通道冷板和普通S型冷板的散热效果比较表明,微通道冷板能更高效地对相控阵雷达进行散热,为相控阵雷达散热提供了一种新方法。     

泵驱两相冷却系统设计及性能验证

为了解决电子设备中高热流密度器件的散热问题,文中利用介质相变原理,采用泵驱两相冷却技术实现高效散热。搭建了泵驱两相冷却系统并对关键部件的设计进行了研究,验证分析了系统的散热性能及热负荷变化对多支路流量分配的影响。结果表明：以R134a为工作介质的泵驱两相冷却系统可实现312 W/cm² 的局部散热热流密度;对于多点热源（热流密度为0.4 ~ 5.5 W/cm² ）,不同热源与冷板贴合面附近的温度均匀性好,温差小于1 ℃;对于多支路系统,某一支路热负荷的变化会引起各支路流量分配的变化。     

一种低流量强化换热液冷冷板的研究

随着芯片集成度和热流密度的不断提高,常规的深孔钻液冷冷板难以满足高热流密度芯片的散热需求.文中基于微通道散热原理,采用往返式流道,设计出了一种低流量强化换热冷板,仿真和实验结果表明:低流量强化换热冷板仅需深孔钻冷板的1/3流量即可实现与深孔钻冷板相当的散热性能;当两者流量相同时,低流量强化换热冷板的散热能力明显优于深孔钻冷板,可用于400 W/cm2高热流密度芯片的散热.     

高功率雷达冷板的流动性及散热性研究

针对某型雷达高功率且热流密度大模块,采用液冷强迫对流方式解决系统散热问题,分析了影响液冷冷板流量分布特性和散热特性的因素;基于搅拌摩擦焊技术的复杂流道焊接工艺,提出了三种流道结构形式冷板。依据单一变量原则,分别以流道宽度、深度、冷却液等效入口流速为变量,对不同流道结构冷板进行流动性及散热性研究,试验表明了为提高冷板流动性能和散热性能,应综合考虑冷板流道宽度、深度、冷却剂流速等因素影响;另外,O型结构冷板的综合流动性能和散热性能优于其他两种结构形式冷板。     

某高热流密度冷板的设计与优化

某吸收电阻模块发热功率大且热流密度高,冷却系统的设计既是重点也是难点,冷却系统的好坏直接关系到模块能否正常工作。文中探讨了某高热流密度与大发热功率并存的散热问题,选择强迫液冷作为其冷却方式。通过仿真分析对冷板结构进行不断的优化,通过增加散热齿并改变散热齿结构,使冷板满足器件散热需求。运用ANSYS模拟了冷板盖板不同结构形式的密封性能,通过采用有筋的不锈钢盖板,可取得良好的密封性能,缩短冷板加工周期并降低成本。装机后对该冷板的实物测试证明了该冷板的可行性。     

双层多形状支流道冷板的性能分析

针对某电子设备中航空雷达组件热流密度过高的散热问题,提出了一种新型的两进两出的水冷板设计.在保证仿真参数一致的情况下,利用ICEPAK数值模拟的方法,研究了矩形、圆形、梯形三种形状的单双层支流道对水冷板散热性能的影响.同时,对这六种方案进行了试验分析,验证了试验结果与ICEPAK仿真结果的一致性.研究结果表明:三种形状双层支流道的散热效果明显优于单层支流道;综合分析水冷板的散热效果和系统流阻,双层梯形支流道的散热性能最佳.     

多结构形式小通道液冷板散热性能对比研究

小通道冷板作为一种有效的热控装置,已被广泛应用于高热流密度电子器件的热管理领域。文中以通道特征尺寸为2 mm 的串行、并行以及射流冲击/小通道混合液冷板为研究对象,旨在获取这3种结构形式冷板的极限散热能力和流动阻力损失的差异。研究结果表明：在相同冷却工质流量条件下,3种冷板的散热功率由大到小依次为串行通道、并行通道、射流冲击/小通道混合液冷板;串行通道冷板的板内阻力损失明显大于其余两者;在综合考虑压力损失和散热性能的基础上,根据不同热源热流密度条件选择合适的冷板结构,有望满足特定应用的需求。该研究可供小通道液冷板的设计和优化参考。     

某液冷线阵冷板设计与制造技术

液冷冷板作为一种高效的热交换装置,保障着雷达设备中T/R组件的长期稳定运行。随着T/R组件热流密度的不断增大,用传统工艺制作的圆截面流道线阵冷板已不能满足其散热需求,而小/微通道冷板因其显著的换热能力,正受到越来越多的关注。文中以某有源相控阵雷达线阵冷板为研究对象,比较了传统圆截面流道冷板、小通道矩形流道冷板和微通道矩形流道冷板的散热能力和加工成本,并进行了热学仿真设计,结果表明小通道矩形流道冷板为最合适的冷板结构形式。然后对氮气保护钎焊与扩散焊进行了比较,结果表明氮气保护钎焊为最合适的焊接工艺形式。最后通过多种焊后检验验证了焊接工艺的可靠性。     

高热流密度功放芯片冷却用两相流技术研究

功放芯片是现代雷达和电子战设备最重要的发热器件,其中Ga N芯片在T/R组件中得到了越来越广泛的应用。文中针对Ga N芯片热耗大、热流密度高等特点,探讨了从两相流冷却技术角度解决散热问题的工程可行性。分析了两相流冷却原理,提出了用菱形肋微通道冷板来强化对流沸腾换热的方法,并搭建了试验系统对散热性能进行了测试。试验结果证明了两相流冷却技术应用于高热流密度功放芯片散热的有效性和可行性,为未来高热流密度功放芯片的散热提供了可行的解决方案。     

空气射流泠板的设计和试验研究

高度集成、小型化使得微型芯片的热流密度越来越高,需要寻找一种高效的散热方式来解决芯片的热问题。射流冲击冷却对于局部散热效果甚好,文中基于空气对热源的射流冲击原理,针对电子设备的芯片散热设计了空气射流冷板,对影响冷板换热系数的主要因素进行了模拟计算,优化了设计模型,并对两种冲击孔径的冷板试验件进行了试验研究。     

某高热耗及高热流密度风冷散热热设计与优化

随着大功率器件的普及,单点热耗高且热流密度大的问题越发突出。以往的解决方法都采用液冷散热,但液冷散热相较于风冷散热存在设备量大、成本高等缺点。文中探讨采用风冷散热解决单点热耗高且热流密度大的问题,使风冷散热方式在高热耗、高热流密度工程上得到应用。通过仿真分析,采用蒸汽腔（Vapor Chamber, VC）均温板并进行风冷冷板结构参数优化,达到减小传热路径上各热阻的目的,从而设计出了满足散热要求的风冷冷板。装机后对实物进行测试,验证了风冷散热在高热耗、高热流密度散热问题上的可行性。     

微/小通道冷板在某型相控阵天线上的对比分析

微通道换热是近年来电子机械工程抗恶劣环境研究的热点之一。由于其具有良好的换热特性,现在逐渐被应用于高热流密度电子设备的冷却散热系统设计之中。相控阵天线具有热源集中、热流密度极高等特点。文中将新型微通道冷板与某型相控阵天线进行有机结合,提出了一种新的相控阵天线冷却方式。同时,通过基于有限体积法的仿真分析表明,微通道冷板相较于小通道冷板更有利于控制天线中T/R模块的温度。     

单相阶段板式多喷嘴阵列喷雾冷却的试验研究

喷雾冷却由于在较小的工质流量下可以实现很高的散热能力,在高热流密度散热、电子元器件热控等领域具有广阔的应用前景。针对较大面积的发热表面的温度控制和热量散出,本文建立闭式喷雾冷却循环系统,并选取板式多喷嘴阵列,对其在单相阶段瞬态和稳态时的换热特性进行研究。系统选取水为工质,冷却30mm×30mm的发热表面。试验中测试了板式多喷嘴阵列的雾化性能,并得出了在单相阶段时瞬态的温度变化曲线和不同体积流量下的喷雾冷却曲线。试验结果表明,板式多喷嘴阵列的雾化特性较为均匀,且喷雾冷却在单相阶段能达到较高换热性能,而流量对换热影响明显,在更大的流量下换热性能更显著。     

大热流密度电子设备的散热方法

随着当代电子技术的高速发展,电子产品的热流密度急剧升高,过高的温度对电子设备正常工作的影响也越来越严重,大热流密度对电子设备的冷却技术提出了更高的要求.文中针对大热流密度电子设备的散热方法,重点介绍了强迫空气冷却、热管、微槽道等现有的散热方法的工作原理、应用方式以及应用场合,并结合相关文献简要介绍了气体喷射冷却、喷雾冷却和热电制冷等新型散热方法在大热流密度电子设备中的应用发展状况.     

某液冷冷板换热特性实验研究

针对电子设备冷却用液冷冷板设计,选用了3种新型的锯齿型翅片作为冷板内芯。为了验证新型冷板的换热特性,应用稳态电加热法,分别对内芯为矩形、梯形和侧向梯形锯齿型翅片的3种冷板以蒸馏水为介质的换热特性进行了实验研究,分别获得了在一定雷诺数范围内的换热无量纲准则式,并对液冷冷板的换热特性进行了比较。结果表明,在小流量区域,3种冷板换热系数差别不大;随着流量增大,侧向梯形锯齿型翅片对冷板通道内的扰动更强,换热性能更好。本实验为液冷冷板设计提供了参考。     

某机载雷达的结构及散热设计

文中针对机载电子设备的环境特点,开展了密闭式机箱的热设计工作,重点在于降低插件导冷板的板内横向传导热阻和机箱侧壁风道的对流热阻.仿真分析和试验测试均证实,热设计能够保证机箱内电子设备在高温工况下正常工作.在密闭式机箱散热过程中,冷却空气与电子器件不直接接触,因而在解决散热问题的同时,也提高了机箱的环境适应性,尤其适用于机载电子设备.而人工石墨贴片则适用于以导热为主要散热措施的场合,用于解决集中热源的散热问题.     

某数字T/R组件微通道液冷冷板的热设计

文中针对某大功率数字T/R组件局部热流密度较高的特点,提出了微通道散热模块与蛇形流道相结合的散热方式,设计了带有微通道模块的液冷冷板,通过仿真分析优化了微通道模块的几何参数,并验证了液冷冷板的散热效果。结果表明：微通道模块对散热效果改善明显,可保障电子元件工作在允许的温度范围内。该设计方式值得在局部热流密度过高的液冷冷板设计中推广应用。