印制电路板的热设计

印制电路板(PWB)热设计时,布局上最好沿空气流动方向安装,封闭空间情况下最好竖直安装.板与板间的距离一般不应小于20mm,发热量小时距离可减小.PWB的等效导热系数与PWB的总厚度、铜箔剩余率及铜箔厚度有关,设计时需考虑相关因素.热设计的辅助散热包括用导热、对流及增加散热面积改善散热.     

某型水下航行器电池舱段热过程CFD分析

锂/亚硫酰氯电池的发热问题会影响水下航行器电池舱段的工作效率,并可能导致严重的安全事故。采用流固耦合传热的方法,建立了某型水下航行器电池舱段内部热过程的数学物理模型,利用FLUENT 6.2软件仿真计算了其工作时内部温度分布情况和温度随时间的变化关系,并对某一工作条件下温度分布和温度随时间的变化关系进行了试验验证。结果显示:水下航行器电池舱段内部温度分布和温度随时间的变化关系主要和单体锂/亚硫酰氯电池的放电电流和传热介质的导热率有关。     

双基药燃烧产物热物性参数计算分析

为准确获得双基药燃烧混合气体生成物的热物性参数,求解火药燃烧产生的高温气体与身管内壁面的对流换热系数以及火炮发射过程中内壁面的温度,根据双基药组分,给出了火药燃烧化学反应方程式,计算得到燃烧生成物各组分的含量。基于已有的标准大气压下CO₂、CO、H₂O(g)、H₂和N₂的动力黏度、导热系数、比定压热容随温度的变化实测数据,采用最小二乘法拟合得到双基药燃烧混合气体生成物的热物性参数计算模型,并针对3种典型的双基药进行计算分析。结果表明:最小二乘法拟合得到的计算模型可以较好地应用于标准大气压下纯气体热物性参数的求解; 气体的动力黏度、导热系数和比定压热容均随着温度的升高而增大; 硝化棉含氮量越高,导热系数和比定压热容值越小,硝化棉含氮量对混合气体的动力黏度值影响较小,可忽略不计。     

自行榴弹炮身管主动冷却效率的影响因素

分析了火炮发射时身管热传递过程的三个连续阶段——热输入、热存储和热输出，指出了影响冷却效率的因素包括影响非稳态导热过程的因素和影响热交换过程的因素。研究了对流传热系数h、身管壁厚δ及身管材料导热系数λ各自对冷却效率的作用规律以及三者不同组合对冷却效率的影响。研究结果表明，在身管材料一定情况下．合理优化h、δ组合对兼顾冷却效率、强度、质量、尺寸及制造工艺性有重要意义。     

聚合物锂离子电池大倍率放电温度场分析

聚合物锂离子电池在大倍率放电时会产生大量的热,从而影响电池的性能和安伞性。利用ANSYS软件在大倍率放电条件下,对忽略正负极极耳尺寸且导热系数各向同性,忽略正负极极耳尺寸且导热系数各向异性。考虑正负极极耳尺寸且导热系数各向异性的3种聚合物锂离子电池模型进行了温度场分析。通过对比分析结果可知,正负极极耳对电池内部温度场的分布影响很大;导热系数各向同性的假设条件下分析结果误差较大,导热系数各向异性的分析更加准确。在对聚合物锂离子电池温度场分析时要综合考虑电池正负极极耳和导热系数各向异性等因素。     

水下航行器锂动力电池组的被动热控结构方案

锂动力电池组长时间大电流放电会不断产生热量,若不及时散发,将引发电池组非正常工作、自燃或爆炸等安全性问题。通过水下航行器电池舱段的稳态热分析,针对传热过程的关键环节提出被动热控设计结构,通过数值仿真表明设计方案是可行、有效的。     

热电池技术进展及在引信中的应用

综述了钙系/镁系/锂系为代表的热电池技术发展进程,详细地介绍了热电池锂合金阳极、金属硫化物阴极、多元化电解质和气凝胶保温等材料发展现状;指出以高比能量和比功率、长工作寿命、长贮存寿命为特点的热电池未来发展趋势;分析了国内引信热电池在设计技术、工艺水平、激活方式、标准不足等方面存在的问题;指出LiMx/FeS2为代表的新型热电池必将成为引信电源应用发展的亮点.     

周期性环境条件下围护结构热物性对系统能耗及目标热控效果的影响

研究探讨了周期性环境条件下,围护结构材料的热物性对主动通风式热控系统的能耗和目标表面温度时间稳定性及空间均匀性等热控效果的影响。基于简化模型遍历分析了实际气象条件下,围护结构的导热系数和体积比热容两个关键参数对系统平均功耗及目标热控效果的影响,发现体积比热容的影响对材料导热系数的取值及进风温度与环境日平均温度相对高低有很强的依赖性。环境日平均温度高于或低于进风温度时,系统平均功耗及目标热控效果的主导因素为导热系数。环境日平均温度与进风温度接近时,在导热系数小于0.1 W/(m·K)的情况下,体积比热容对系统平均功耗及热控效果影响较小;但导热系数高于0.1 W/(m·K)时,增大体积比热容可降低系统平均功耗且提高目标表面温度时间稳定性及空间均匀性。     

微热量热法测定导热系数的原理及其理论推导

本文以傅立叶热传导方程为基础,导出了微热量热法测定热不良导体导热系数的原理及计算公式,提出了用非补偿法在微热量热仪上测定导热系数的原理,并讨论了影响准确测定的各种因素。     

无线电引信用锂储备电池

由于对锂储备电池的认识不足,许多人将之与锂离子电池相混淆,对锂储备电池的长贮性能及多单元供电能力存在疑问,限制了它在国内的使用.因此,针对无线电引信设计了一种多单元快激活的锂-亚硫酰氯储备电池.动静态试验表明:无论是工作电流、电压还是工作时间、噪声,锂储备电池的性能完全满足无线电引信的使用要求.     

高速公路行驶时电动汽车风冷散热性能研究

对高速公路行驶时,不同运行工况和电池组位置的电动汽车风冷散热性能进行了研究,研究表明:电池单体充放电发热功率随着环境温度升高而降低,随着充放电倍率的提高而升高;电动汽车动力舱自然进风散热性能随着车速的提高、环境温度的升高及充放电倍率的降低而提高;电动汽车动力舱自然进风散热性能随着电池组与动力舱后壁距离增加,先改善,再变差,满足最佳散热性能的距离为230 mm.上述结论为高速公路行驶时,电动汽车风冷散热分析和电池组位置选择提供了参考依据。     

基于热传递仿真的热电池激活阶段热特性

热电池激活依靠内部热源熔化绝缘固态电解质到高离子电导率熔融态。基于多物理场耦合分析软件（COMSOL）建立某热电池二维模型,进行激活阶段热传递仿真研究。以自定义热源函数模拟烟火系统放热过程,设置温度探针在电堆中部第7组单体电池及临近组件中,计算得到热电池温度分布、单体电池温度曲线和电解质熔化相变。以固态电解质熔化连接正负极作为热电池激活标志,预测最短激活时间,并对2个热电池进行激活测试以验证预测结果。建立引燃条内置式热电池模型以研究引燃条位置对激活时间的影响。研究结果表明：电堆端部温度较高,利于补偿放电期间的热耗散,集流片具有抵御热冲击的作用,探针温度短时维持在560 ℃;热电池激活时间预测值约为45 ms,实测值为42 ms和47 ms,表明模型和预测方法具有较高精度;引燃条内置式热电池激活时间缩短为30 ms。     

相变蓄热在飞行器热控中的应用研究

针对某飞行器内部仪器设备缺乏散热通道,易超出其工作温度范围的问题,设计了一种基于相变储热技术的散热解决方案。首先,设计了一种新型肋片式相变装置,建立其数学模型,对相关参数进行了优化;然后进行了常压下基于定温边界的相变装置性能试验;最后,为评估对流换热引起的试验误差,采用热分析软件Thermal Desktop进行了实时仿真。试验和仿真结果表明,两种结果吻合较好,采用相变蓄热装置后,能够满足舱内设备3000s持续工作且温度不超过50℃的要求,且可以忽略对流换热对试验结果的影响。     

热电池激活方式综述

为了帮助引信和武器工作者了解和合理应用热电池,综述了热电池的电激活、外置机械激活、内置机械激活和冲击激活等激活机构,及其通过电点火头、撞击火帽、针刺火帽或冲击热能点火的工作原理。电激活机构热电池设计简单,相对成熟,可靠性高,电性能稳定。机械激活热电池设计要求综合考虑激活机构承受的环境力、火帽参数、电性能等因素。冲击激活热电池设计更为精细,将成为今后研究的一个方向。     

慢速烤燃环境下引信热响应特性测试与仿真

为揭示不敏感弹药用引信在烤燃试验下的热响应特性,掌握其内部热传递途径及规律,提出烤燃环境下隔爆式引信热响应分析方法。针对引信在受热刺激下的钝感化要求,以典型舰载76 mm口径弹头无线电引信为例进行烤燃试验测试与热有限元仿真,开展升温速率为1.17 ℃/min、终极温度为270 ℃慢速烤燃环境下的引信热响应特性研究。结果表明：基于热阻抗等效原则的“模块替换法”,即以具有相近导热系数的热电偶测温系统替代电池组件,实现了增加嵌入式测温系统不会过多影响引信原有的热量传递通道;设计了可嵌入引信内部的慢速烤燃测温微系统及Teflon材质防热保护壳体,通过试验证实了测温微系统在慢速烤燃环境下具有可靠性高、可同步测试等优势;对比引信内部各组件的温度差异证实了烤燃刺激下引信的热传递途径为压螺-安全和解除保险机构-导爆药-传爆药,明确了增加压螺以及安全和解除保险机构的热阻抗可降低导爆药和传爆药的意外发火概率。     

锂离子电池正极材料钴酸锂近期研制进展

以钴酸锂(LiCoO2)为正极活性材料的锂离子二次电池是军事装备的重要能源。介绍了国内外锂离子二次电池的生产现状,列举了正极材料LiCoO2高温合成的原料和工艺步骤,比较了各厂家产品的性能差别。通过总结近年文献,探讨了原料的种类、混匀程度、反应温度、热处理时间以及冷却速度等工艺因素对LiCoO2的结晶度和颗粒形态的影响,进而对LiCoO2的充放电性能和热稳定性的影响。介绍了近期为提高LiCoO2的性能而研制LiCoO2合成工艺的新成果及发展动态,提出了LiCoO2性能优化的必要性和可能的主要途径。     

军用热电池钛合金壳体材料应用试验研究

介绍了军用热电池的基本结构和工作原理,用钛合金材料制备了某型热电池的壳体,在不同条件下进行了放电试验.研究了相同条件下采用钛合金壳体和传统不锈钢壳体的2种热电池在质量、寿命以及比能量等方面的差别.采用钛合金作为热电池的壳体材料可明显提高热电池的比能量和寿命,钛合金是弹栽热电池理想的壳体材料.