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。     

微通道换热器在空调系统中的实际应用

微通道换热器以其高效的换热性能、紧凑的结构以及成本上的优势,近年来在商用及家用制冷空调行业被推广应用.本文以某家用空调为实例,通过实验验证和理论分析阐述了微通道换热器相对于传统铜管铝翅片换热器的优势.同时针对微通道换热器的缺点进行结构改进,并对改进前后的性能作对比测试分析,为微通道换热器在家用空调中的应用提供了参考.     

矩形微通道的传热与阻力特性及其场协同理论分析

开发高效低阻的微通道对于冷却高热流密度的电子器件意义重大。文中通过数值模拟方法,对一种钻石形针肋进行了优化设计,并对安装有原型和改进型针肋的矩形微通道的传热与阻力特性进行了对比研究。计算结果表明:在相同雷诺数下,安装改进型针肋的微通道的换热效果明显优于未改进的情况,流动阻力反而更小,因而综合性能也更好。基于对流换热场协同原理和发展的流场物理量协同原理,计算两种微通道内速度与温度梯度的协同角、以及速度与压力梯度之间的协同角,这些角度的相对大小与数值计算得到的结论是一致的。     

考虑截面形状误差的超临界二氧化碳微通道换热特性研究

针对印刷电路板式换热器由于加工误差以及服役过程中变形导致的实际换热性能与理论存在偏差问题,利用超景深显微镜技术,测量获取了实际微通道的形状特点,对不同通道形状的微通道换热进行了数值模拟,分析了通道形状对热工性能的影响,综合考虑物性变化、通道形状变化的影响,根据数值模拟结果获得了新的传热特性关联式,可为评估实际服役的超临界二氧化碳印刷电路板式换热器的换热性能提供理论基础。     

纵向涡流发生器强化传热数值研究进展

对近年来纵向涡流发生器在换热器气侧强化传热和流阻性能的数值研究进行综述,内容包括:纵向涡流发生器类型及布置方式;纵向涡流发生器强化传热和流阻性能;纵向涡强化传热机理.分别对带斜截半椭圆柱面和斜截半椭圆柱体矩形通道内的层流流动和传热进行数值模拟.结果表明,两涡流发生器强化传热效果几乎相同,比平直通道高72.7%～133.1%;压力损失分别比平直通道增加100.4%～168.3%和108.1%～183.5%,斜截半椭圆柱面强化传热和流阻综合性能优于斜截半椭圆柱体.     

电力电子集成模块冷板传热性能的仿真与实验

本文提出了水道结构分别为S型加分流片和螺旋型加分流片的两种新型冷板,并对这两种新型冷板以及传统直线型和S型冷板的流场和温度场进行了仿真研究,对比了四种冷板的流阻性能和换热性能。仿真结果表明, S型加分流片冷板具有较好的流动换热综合性能,在相同的进口流速和进口温度下,S型加分流片冷板上芯片的最高温度比直线型冷板上的芯片温度低19℃,比S型冷板上芯片的温度低23℃。另外,本文对S型加分流片冷板的传热性能进行了实验测试以对仿真结果进行验证,结果表明,仿真结果与实验结果的误差在15%左右。     

对称斜肋强化片式散热器换热性能研究与优化

对在某大型油浸式变压器的片式散热器中相邻散热片之间的矩形空气通道布置对称斜肋开展数值研究,将对称斜肋的长度L_f和高度H_f作为控制斜肋形状的结构参数。数值计算结果表明,L_f和H_f对于增大矩形通道努塞尔数(Nu)表现出协同作用,H_f对矩形通道摩阻系数f的影响更强。通过克里金法建立矩形通道的目标性能与设计参数之间的代理模型,最后通过多目标优化算法得到了最佳参数组合,该参数组合下与光滑矩形通道相比,矩形通道Nu数提升至2.26倍,f提升至3.39倍,综合换热性能指标为1.52。     

平行流换热器换热性能影响因素的分析

本文通过传热因子j和摩擦因子f的经验关联式对平行流换热器换热性能的影响因素进行了理论分析研究.影响换热器换热性能的因素主要有:迎面风速、齿片间距、齿片高度、百叶窗角度、百叶窗间距、扁管微通道形状和扁管微通道孔数等.结果发现:增大迎面风速、减小齿片间距和齿片高度都可以明显地提高换热器的换热性能.     

非对称翅片管式换热器管外对流传热强化实验研究

提出一种新型非对称翅片管式换热器,通过不同工况的实验,研究其传热过程和传热效果,并通过计算传热系数比较其与环状翅片管管束和光管管束的传热性能。结果表明：非对称翅片管对流体的扰动强于环状翅片管和光管;相同参数条件下,非对称翅片管换热器的换热效果优于环状翅片管和光管式换热器;采取相同面积的换热面,非对称翅片管换热器比环状翅片管换热器更加紧凑。     

泡沫金属矩形通道中对流换热的实验和模拟

实验研究和数值模拟了泡沫金属三维矩形通道内的流动和传热,引入基于渗透率的雷诺数和达西数,确定了泡沫金属对流换热和流动阻力的准则关系式,并分析了多孔结构参数和气体流速对对流换热系数、阻力系数的影响。研究结果表明:泡沫金属对流换热模拟结果与实验数据趋于一致,互为验证了可靠性;泡沫金属的换热强度和流动阻力均随孔径的减小(孔密度的增大或孔隙率的减小)而增大,大孔径的泡沫金属具有较好的对流换热综合性能;气体流速的增加有利于强化换热。