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.     

采用色度参数动态预测大功率白光LED结温

结温是影响LED光色电性能的重要参数,准确测量LED结温对LED产品设计及检测至关重要.文章通过实验系统采集了GaN基白光LED在不同结温和电流下色度参数,分析了色温、色坐标随LED结温的变化趋势,建立色度参数、注入电流及结温三者间的动态预测模型,提出了采用色度参数预测大功率白光LED结温的新方法,并与正向电压法测量结果进行比对,该方法的平均标准差为5.7℃.该方法的提出为LED灯具低亮度、大环境噪声下非接触式测量提供一种新的、直观的、有效的、可行的思路.     

LED镁合金散热器的多尺寸翅片设计与性能分析

为满足大功率LED散热结构的轻量化需求,设计了一款新型多尺寸翅片结构的LED镁合金散热器,并以散热面积相同的规则形貌散热器作为对比结构,采用Icepak热仿真软件获得两种结构的温度场及流体场,进而对比分析其散热性能.结果表明:外侧的短矮型翅片可减少对空气自然对流的阻碍作用,短高型与长矮型翅片分别能增强在翅片高度和长度上的自然对流强度,散热器沿x轴与y轴方向横切面处的空气流速分别相对提升了18%与9.4%,全局最高温度降低了2℃,表明多尺寸翅片镁合金散热器具有较明显的自然对流散热优势.最终按照设计的多尺寸翅片结构制成散热器样品,在搭建的实验测试系统中获得关键测点的温度数据,与仿真计算结果吻合较好,相对误差最大不超过8.6%,且最大输入电流条件下的最高芯片结温远低于芯片极限温度值.因此,所设计的多尺寸翅片镁合金散热器能满足LED灯具的散热需求.     

两相流动力型热管组合性能实验研究

针对两相流动力型新型热管在空调冷量回收利用中的组合性能特性,本文搭建了热管组合性能实验台,对两相流动力型热管组合在冷却除湿中的最大化节能以及最优化节能进行实验研究。实验结果表明,开启2套动力型热管组合的热管蒸发器的总温降比采用单套动力型热管的热管蒸发器温降提高58.18%,采用3套动力型热管组合的热管蒸发器总温降比采用2套动力型热管的热管蒸发器总温降提高了18.18%,而采用3套和4套两相流动力型热管时,热管蒸发器总温降的增长比例有所降低;由于多开启一套动力型热管会带来3.5℃~6℃的温升,从节能和经济等因素考虑,选择3套动力型热管为最佳方案。两相流动力型组合热管具有节能效果好、结构简单及方便布置等优点,而且可使能量得到更加充分合理应用,因此该研究具有广阔的应用前景。     

平面布置振荡热管壁面温度分布特性实验研究

实验测量了由振荡热管冷凝段构成的平板表面中管束壁面上横向和纵向温度,对升负荷和降负荷过程中壁面温度分布特性进行了分析．实验表明平板表面外侧管壁面温度波动幅度较大,中间点温度比较均匀;受管束内汽液流动及剧烈振荡的影响,在热管蒸发段壁面温度达到90℃时,平板表面温度均匀程度最好;当蒸发段壁面温度为120℃时．横向各点温度相差比较大．管束壁面纵向温度分布实验表明：蒸发段壁面温度为40℃时,热管未启动;而在120℃时热管完全启动,各测点温度相差不大;在60℃～80℃时,纵向温度相差较大,温度分布不均匀,靠近蒸发段的测点温度升高较快;蒸发段壁面温度在80℃以上时,平板表面纵向温度趋于均匀．     

微小矩形多槽道平板热管的传热性能

开发了一种微小矩形多槽道平板热管,并阐述了此种热管的结构、原理,推导出了其理论毛细极限。通过实验分析了工作温度、充液率、不同工作介质和倾角等因素对该热管传热性能的影响,得到冷凝段及蒸发段表面传热系数的实验关联式,可用于指导工程设计。研究表明,微小矩形多槽道平板热管具有高传热特性,在电子器件冷却等方面有良好的应用前景。     

一种水溶性有机聚合物淬火介质冷却特性的研究

本文在实验的基础上研究了水溶性羧甲基纤维素(CMC)淬火介质的冷却特性,通过与水和油比较,详细分析了淬火液浓度对其冷却特性的影响,给出了在整个冷却温区以及650～550℃温区和300～200℃温区的冷却特点数据。此外还初步了解了淬火液温度及搅拌对其冷却性能的影响,认为单一的CMC淬火介质的冷却性能并非理想,若要广泛地应用,还须对其性能作进一步的研究改进。     

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.     

重力型热管散热器传热特性的实验研究

孙志坚，王立新，王岩，吴存真，岑可法选择水作为工质，通过确定蒸发段和冷凝段的结构尺寸，设计研制了电子器件重力型热管散热器，建立了其传热性能测试实验平台，测试了在不同散热功率、进口风温和进口风速下热源表面的温度，比较并分析了测试结果.研究表明,重力型热管散热器具有良好的散热性能，可满足较高热流密度电子器件的冷却要求.性能测试台是改进散热器设计的重要手段，测试系统风速、风温及散热功率稳定，能达到设计时所要求的精度，为进一步研究重力型热管散热器的传热性能提供了实验基础.     

小型平板热管的传热特性

以丙酮、乙醇和水为工质,对小型平板热管在充液率为20%~90%的传热性能进行了实验研究。测量了热管蒸发段和冷凝段管壁、加热和冷却风道进、出口截面等处的温度分布,计算了传热量和传热系数。根据实验结果总结出了工质、充液量和热流密度对热管传热系数的影响。得出该平板热管以乙醇为工质的传热性能最好,传热极限qmax为16~17 kW/m2,最佳充液率为50%,并给出平均传热系数综合关联式。实验结果可供工程设计参考。     

Thermal analysis of an innovative flat heat pipe radiator

An innovative flat heat pipe radiator was put forward, and it has the features of high efficiency of heat dissipation, compact construction, low thermal resistance, light weight, low cost, and anti-dust-deposition. The thermal analysis of the flat heat pipe radiator for cooling high-power light emitting diode (LED) array was conducted. The thermal characteristics of the flat heat pipe radiator under the different heat loads and incline angles were investigated experimentally in natural convection. An electro-thermal conversion method was used to measure the junction temperature of the LED chips. It is found that the integral temperature distribution of the flat heat pipe radiator is reasonable and uniform. The total thermal resistance of the flat heat pipe radiator varies in the range of 0.38–0.45 K/W. The junction temperatures of LED chips with the flat heat pipe radiator and with the aluminum board at the same forward current of 0.35 A are 52.5 and 75.2 °C, respectively.     

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.     

Analysis of heat transfer of loop heat pipe used to cool high power LED

A novel loop heat pipe (LHP) cooling device for high power LED is developed. The thermal capabilities, including startup performance, temperature uniformity and thermal resistance of the loop heat pipe under different heat loads and incline angles have been investigated experimentally. The obtained results indicate that the thermal resistance of the heat pipe heat sink is in the range of 0.19–3.1 K/W, the temperature uniformity in the evaporator is controlled within 1.5°C, and the junction temperature of high power LED can be controlled steadily under 100°C for a heat load of 100 W.     

聚光光伏高能流密度不均匀传热的热管散热器设计与计算

考虑到聚光电池表面的高辐射能流密度,相应的热沉温度分布的不均匀性,以及传统热管散热的局限性,设计了一种特殊结构形式的热管组以用于聚光电池散热。通过对其进行数值计算,比较了在不同倾角下热管组的压力场、速度场、温度场、以及相体积分数的分布情况,并将该型热管与普通热管的计算结果相比较,发现该型热管在预防携带极限和干涸极限的发生方面确实要优于普通热管。设计的热管组在高辐射能流密度的条件,消融温度的不均匀性将会起到很好的效果。     

太阳能微通道分离式热管供暖系统实验研究

以太阳能微通道分离式热管供暖系统为研究对象,通过实验与理论的方法研究了其在可观太阳辐射强度时的供暖性能. 结果表明:系统的供热量、供热效率、上汽管和下液管压力、微通道散热器的压降及壁温、实验房间温度均受太阳辐射强度影响较大,受室外温度影响较小,且其变化较太阳辐射强度均存在约15 min的时间延迟. 此外,晴天或晴间多云时,在光强较大的10:00至15:00之间,该系统单独运行即可满足室内供暖需求,且系统压力在0.4～0.8 MPa之间变化; 微通道散热器平均压降范围为2.1×10³～5×10³ Pa; 微通道散热器平均壁温最低为20.7 ℃,最高可达38.4 ℃; 系统平均每秒供热量最低为343.7 J,最高可达424.1 J,室内温度始终可维持在18.3～26.7 ℃之间; 系统平均供暖效率在30.4%～45%之间. 此外,系统中除冷凝器风机消耗少量电能外,并无其他动力设备,故其COP理论上无限大,是一种节能效果显著的辅助供暖系统.     

地面辐射采暖的热经济学分析

利用年度化费用的方法对地面辐射采暖进行了热经济分析,研究发现,存在最佳的采暖管间距,使得采暖的年度化费用达到极小值,最佳管间距根据管材费用,供水平均温度和燃料的火用单价确定。与散热器采暖比较,地面辐射采暖节约能耗费用大约50%。地面辐射采暖的最小年度化费用比散热器采暖的年度化费用减少10%左右,是一种值得推广的经济节能型供暖方式。     

平板微热管阵列相变蓄热装置蓄/放热性能

为提高相变蓄热装置的性能,基于平板热管技术设计了一套相变蓄热装置,将熔点58益的工业石蜡作为该蓄热装置的蓄热材料,对平板微热管阵列在蓄/放热过程的均温性能、蓄热装置内部石蜡温度变化以及蓄热装置的蓄/放热效率进行实验分析,同时对不同供/取热流体温度和流量的实验条件下蓄热装置蓄/放热特性进行研究.结果表明：平板微热管阵列在蓄/放热过程中性能稳定,蓄热装置蓄/放热效果良好;在供/取热流体流量为2.0 L/min,供热流体温度为80益,取热流体温度为20益的实验条件下,计算得到该蓄热装置平均蓄热功率、放热功率分别为662、764 W.