平流层电子设备温度数值模拟

分析了平流层电子设备内外部热环境,考虑平流层大气对流、设备内部自然对流、太阳直射辐射、大气辐射、地面反射太阳辐射、地球红外辐射以及设备自身辐射等因素的基础上,建立了计算电子设备温度分布特征的对流、辐射耦合模型,模拟了其在不同功率、不同对流换热、不同环境条件下的温度分布。结果表明:对于平流层电子设备散热,对流换热和辐射换热都会影响电子设备的温度分布,尽管由于平流层大气压力低、对流换热弱,但对流换热量占到散热总量的60%以上,是散热的主要方式。因此,在平流层电子设备热设计时,可以优先考虑采取开孔等强化对流散热方法来控制设备的温度。最后,开展了平流层模拟环境的实验验证,典型工况实验值与计算值吻合较好,验证了计算模型的正确性。对平流层电子设备热设计有重要的指导意义。     

两相闭式热虹吸管的强化传热实验研究

一、前言 两相闭式热虹吸管作为传热元件的重力热管散热器用于硅元件低温差风冷散热在电力电子设备中开始得到一些应用。随着电力电子设备不断向大功率和小型化方向发展,要求在散热器重量和体积尽可能小的情况下,不断提高散热器的散热功率。采用强化热虹吸管的沸腾和凝结换热的措施,减小蒸发和凝结热阻,对于改善重力热管散热器的性能,提高散热功率有重要意义。     

电源机箱散热特性数值分析

可靠性和节能是电力电子设备最重要的指标之一,为了达到较高的可靠性和较低的能耗,采用高效、低阻的散热方式,强化电子器件与散热器之间的热量交换是关键。本文针对电源机箱散热性能不足的问题,建立了电源机箱数值模型,对其散热与阻力特性进行了数值分析。计算结果表明,采用铜质散热器、减小散热翅片厚度、并对多个热源进行分段式散热,更能实现电源机箱的高效低阻散热。     

电子元件散热器翅片自然对流散热性能研究

针对室外电子设备在自然对流条件下的散热问题,设计开发了一种新型散热器翅片结构——翅片开孔式涡流发生器,易于加工且直接与翅片连接,不存在焊接的问题。利用数值模拟的方法探究了涡流发生器的布置方式与攻角对散热器散热的影响。结果表明:翅片开设三角孔,在翅片间空气流动过程中起到了明显的作用,有效降低了三角形涡流发生器造成的流动阻力,增加了空气的扰动;当涡流发生器间距为40 mm、攻角为15°时,散热器翅片高温热源区域的散热效果最好。     

两种电子设备散热器的对比数值模拟研究

本文用Icepak软件分别对有热管和无热管散热器进行了数值模拟对比研究,对数值模拟的过程和结果进行分析比较,结果表明有热管散热器的效果明显强于无热管散热器,同时显示了Icepak在电子设备散热研发过程中的重要作用.     

列车MPU高速芯片散热设计及仿真研究

热仿真用作电子产品的散热设计,对在不同环境、不同功率下的电子产品温度进行可靠预测,从而进行散热设计,预防高温失效.针对列车MPU高速处理器芯片的结构进行散热仿真研究,并对比仿真结果与实际测试结果,进而进行优化,达到了使用仿真进行散热设计的目的.     

不同散热方式对多结太阳电池影响的研究

以第三代多结砷化镓太阳电池为研究对象,在太阳光仿真器下,测试不同聚焦倍率,未散热、被动铝散热片和复合散热3种散热方式下太阳电池的输出特性,分析不同光强以及不同散热方式对多结太阳电池的影响。测试结果表明:1)测试结果符合太阳电池的I-V特征曲线方程;在500倍高倍聚焦、复合散热方式下电池片效率为34.30%,比被动铝散热片条件下的高2.79%,比未散热条件下的高4.03%;2)多结太阳电池需要散热装置,在聚焦倍率大于100倍的高倍聚焦条件下,应采用复合散热方式;在聚焦倍率小于100倍的低倍聚焦条件下,可采用被动铝散热片的散热方式。     

太阳能供热系统储热水箱散热机理分析研究

为实施太阳能供热系统改造,将其储热水箱放置于地下土壤中,以便提高保温效果和在冬夏秋季的运行稳定性,从而解决太阳能供热工程的重要技术难题冬夏热量平衡问题。运用模拟计算方法对其在不同情况下的散热效果进行了计算和对比分析,以储热水箱的内外散热温差为衡量标准时,发现不同季节、不同材料及不同性能对水箱的散热都是有影响的,而土壤的湿度对散热的影响程度不大,一般情况下可以忽略不计。这些计算和分析结果,为储热水箱的工程方案设计和运行维护提供了参考。     

车用燃料电池散热性能实验研究

质子交换膜燃料电池（PEMFC）作为能效转换率高、清洁可靠的发电装置,在交通、储能、航天及军事等领域有着广泛应用。为了解决质子交换膜燃料电池散热密度高、发热量大、散热效率低等突出问题,本文针对散热量为15 kW的质子交换膜燃料电池,设计并搭建了一套具有四种不同流程换热器的车用燃料电池散热系统实验台。分别使用两相冷却工质HFE-7100和乙二醇水溶液作为冷却工质,探究了在35℃的高温环境中,两种工质在不同流程换热器和不同工质流量下的散热性能和系统能效比（Energy Efficiency Rating, EER）。结果表明,在相同的流程下,采用HFE-7100两相散热方式相对于采用乙二醇水溶液液冷散热方式散热量提升率在81.2%～98.8%之间,系统EER提升率在68.2%～88.6%之间。且在4种不同流程下,3流程的系统散热效果和节能效果最佳,两相工质HFE-7100散热量和系统EER分别达到14.4 kW和20.5 kW/kW,液冷工质乙二醇水溶液散热量和系统EER分别达到7.7 kW和12.1 kW/kW。冷却工质流量为4 L/min时,系统节能效果较好,其两相和液冷散热系统EER...     

75～130t/h CFB锅炉散热损失的实炉测试与计算分析

采用3种不同的锅炉热平衡计算标准,对比分析了75t/h及130t/h CFB锅炉的散热损失计算结果与锅炉散热损失实测结果的差异,结果表明新国标计算的锅炉整体散热损失和实炉测试数据基本吻合,而对于物料循环系统局部散热损失,ASME标准计算值与实测值更加吻合。     

地源热泵的套管式地下换热器传热研究

地源热泵是一种节能、对环境无害的绿色空调设备,可成为下个世纪冷暖技术的核心,采用能量平衡,建立了地下浅埋套管式换热器传热平衡式,进行求解,并分析了影响传热的各关联因子,提出了需研究的强化地下换热的措施,根据求解结果,给出了相应的函数关系图。对实验设计和工程实践有一定的指导作用。     

Experimental research on heat transfer of pulsating heat pipe

Experimental research was conducted to understand heat transfer characteristic of pulsating heat pipe in this paper, and the PHP is made of high quality glass capillary tube. Under different fill ratio, heat transfer rate and many other influence factors, the flow patterns were observed in the start-up, transition and stable stage. The effects of heating position on heat transfer were discussed. The experimental results indicate that no annular flow appears in top heating condition. Under different fall ratios and heat transfer rate, the flow pattern in PHP is transferred from bulk flow to semi-annular flow and annular flow, and the performance of heat transfer is improved for down heating case. The experimental results indicate that the total heat resistant of PHP is increased with fill ratio, and heat transfer rate achieves optimum at filling rate 50%. But for pulsating heat pipe with changing diameters the thermal resistance is higher than that with uniform diameters.     

螺旋管传热系数的研究

螺旋管传热器优越的结构和传热特性,使其在传热领域得到了广泛应用.采用实验方法对其对流传热系数进行了测定,并利用Fluent软件对螺旋管传热情况进行了模拟.结果表明,在设定的实验条件下,水-水螺旋管传热系数,自然对流情况下为350~550 W/(m2·K),强制对流(搅拌状态)下为400~650 W/(m2·K),所建立的Fluent软件模型能基本反映流场的实际情况,其计算结果与实验情况基本吻合.     

传热规律、热漏和内不可逆性对吸收式热泵循环性能的影响

建立了考虑泵热空间到环境热源的热漏、工质循环的内部不可逆性以及工质与热源之间传热Q∝△(T^a)服从传热规律时的不可逆四热源吸收式热泵循环模型,导出了循环泵热率和泵热系数的一般关系;并导出了线性唯象传热定律时循环泵热率和泵热系数的基本优化关系、性能极值、循环中工质的最佳工作温度和换热器传热面积的最佳分配关系;通过数值耸例分析了传热规律、热漏和内不可逆性对循环性能的影响规律,比较了传热面积最优分配前后循环的最优性能。     

Influence of nanofluid on heat transfer in a loop heat pipe

Experiments are conducted to investigate heat transfer characteristics of using nanofluid in a Loop Heat Pipe (LHP) as a working medium for heat input range from 20 W to 100 W. The experiments are carried out by manufacturing the LHP, in which the setup consists of a water tank with pump, a flat evaporator, condenser installed with two pieces of fans, two transportation lines (vapor and liquid lines), copper pipe sections for attachment of the thermocouples and power supply. The uniqueness of the current experimental setup is the vapor and liquid lines of LHP which are made of transparent plastic tube to visualize the fluid flow patterns. In this study, the LHP performance using silica (SiO₂–H₂O) nanofluid with particle volume fraction of 3% which was used as a coolant is examined. The experimental results are verified by simulation using Finite Element Method (FEM). The LHP performance is evaluated in terms of transient temperature distribution and total thermal resistance (R_t). R_t is estimated for both LHP using SiO₂–H₂O nanofluid and pure water cases under a steady state condition. The results reveal the average decrease of 28%–44% at heat input ranging from 20 W to 100 W in total thermal resistance of LHP using SiO₂–H₂O nanofluid as compared with pure water. Therefore, the presence of nanoparticles could greatly enhance the cooling of LHP. The experimental and simulation results are found in good agreement.     

同轴径向热管换热器壳程流场数值模拟

基于多孔介质模型和分布阻力方法,引入Al-sanea和Taborek两种阻力关系式模拟同轴径向热管换热器壳程的流场。结果表明:换热器壳程静压沿烟气流动方向呈线性分布;随入口烟气速度的增加,换热器阻力损失增大、压降增大;且随入口烟气速度的增加,压降增加的速率增大。     

地源热泵换热器可靠性设计方法研究

介绍地源热泵换热器传热模型和设计方法的研究现状,分析地源热泵换热器传热影响因素的随机特征,提出地源热泵换热器的可靠度分析方法,讨论采暖热能指标及设计值的变异性。结合工程实例提出基于可靠性理论的地源热泵换热器设计与分析方法。     

环路型脉动热管的工质流动和传热特性实验研究

建立了部分可视化的环路型铜-乙醇脉动热管试验台,研究了充液率、倾斜角度、环路数目等因素对脉动热管传热性能的影响。结果表明:不能形成脉动效应时工质的流型是间歇振动,形成脉动效应时工质的流型是弹状流或环状流;最佳倾角为70°~90,°最佳充液率在50%左右;热阻随着环路数目的增加而减小。     

一种基于排取热量平衡的地源热泵系统设计方法

地源热泵空调系统作为一种高效节能的空调系统,正得到日益广泛的应用.然而,由于建筑物的冷负荷及其运行时间往往大于供暖负荷及其运行时间,设计过程中往往取最不利情况下的负荷计算结果作为设计依据,排取热量的不平衡导致地温变化,最终影响空调运行性能.针对于此,提出了一种基于排取热量平衡的地源热泵系统设计方法.     

矩形微槽群换热器换热特性的数值研究

设计了一种矩形微槽群换热器,分别对单个槽和整个换热器传热过程进行了数值模拟。对不同流量以及不同热流下的流场和温度场进行模拟,并与理论分析结果比较,两者相吻合。分析结果表明,微换热器的热阻随着流量的增大而变小,温度变低。当流量为200 mg/s时,微换热器最高温升为47 K,表明当达到一定流量的时候,微换热器温升能控制在有效地范围内,能很好地保证微器件的工作状态。