用于地铁变流器的平板微热管散热器数值模拟与实验研究

本文将平板微热管应用于地铁变流器IGBT散热器中,设计了一种新型平板微热管散热器,通过对物理模型的合理简化,建立数学模型,利用ICEPAK软件对传统翅片散热器和平板微热管散热器进行数值模拟对比,并通过实验验证计算的正确性。研究结果表明:平板微热管散热器极大提升了散热器散热效率;在极限功率工作条件下,平板微热管散热器的最高温度为70. 27℃,比传统翅片散热器降低了25. 79℃;理论计算得到IGBT结温为110. 23℃,满足IGBT工作要求;数值模拟结果与实验结果基本吻合,最大温度误差为7. 07%。     

新型热管电子器件散热器的实验研究和数值模拟

随着电力电子技术的不断发展,高热流密度器件热控制问题以及出现的热流分布不均匀的现象,是电子电器设备亟待解决的关键技术。热管作为高效传热元件,已经广泛应用于电子器件的散热技术研究中。本文对新型平板式热管散热器进行了数值模拟和实验研究。根据电子器件的运行工况,建立了散热器性能测试系统,并对平板热管型电子器件散热器进行了在不同工况下的性能实验。结果表明采用平板热管散热器可以有效提高CPU芯片的散热性能,芯片发热量在160W后为其最佳工作状态。同时用数值模拟方法对平板热管散热器底面的导热效果进行了优化设计,通过改变导热系数以及扩大模拟芯片尺寸来达到改善CPU冷却散热器的散热效果的目的,并得到了一些有价值的结论,这对改进管散热器的散热效果有一定的指导意义。     

分段凹槽式散热器数值模拟

随着LED灯具功率的增大,LED散热问题越来越受到关注,基于此设计出一种分段凹槽式散热器。采用COMSOL软件进行三维模拟仿真,模拟研究了分段凹槽式与平板翅片式散热器的散热情况。通过分析温度场与压力场计算云图,结果显示分段凹槽式散热器在降低热界面温度性能上明显优于平板翅片式。研究结果为灯具散热设计提供依据。理论上在大功率LED灯中安装优化设计后的散热片可以很好地解决灯具工作时的散热问题。     

用于电子器件冷却的热管散热器实验研究与优化数值模拟

高热流密度器件的热控制在CPU结构体系由单一芯片向多核芯片发展中占有重要地位.对平板型热管散热器与普通散热器的传热性能进行了比较研究与计算分析.研究结果表明,热管散热器有效提高CPU芯片散热性能,其关键是强化了散热器底板的传热性能.科学提出用当量导热系数的概念来评价换热器强化传热效果的方法,根据CPU芯片的发热特点提高散热器的当量导热系数可明显提高散热器的均温性,以此提高其换热效率.     

乙烷脉动热管的CFD数值模拟研究及实验对比

为了更好地了解脉动热管内部的内在运行机制,本文在实验的基础上采用VOF模型对乙烷脉动热管的传热特性进行了数值模拟研究.结果表明:充注工质后,脉动热管内部形成了随机的气液分布;在启动过程和稳定运行过程中,温度波动的频率随着加热功率的增大而增大;在稳定运行过程中,脉动热管内的流型也在不停地变化.将模拟结果与前期的实验结果进...     

热管式溶液吸收器传热传质过程的数值模拟

本文首次利用水重力热管，以溴经锂水溶液为工质，对在这外壁面上溶液降膜吸收水蒸气并移出吸收热的传热传质过程进行了数值模拟。结果表明，在一定条件下，所需热管加热段长度随膜雷诺数的增加而增加，随输出热温度的提高而减小，并且降膜平均传热和传质系数随膜雷诺数的增加而降低；利用热管作为吸收器的传热传质元件，其传热温差很小，但大较大浓差和较大雷诺数下，所需热管加热段长度太长。     

牵引变流器用板翅式热管散热器性能实验研究

目前国内铁路进入快速发展时期,牵引变流器作为高速机车核心部件之一,对其有效的散热可提高机车运行的安全性,因此研究牵引变流器冷却系统中的散热器很有必要。通过搭建风洞实验台,研究空气进口温度25~45 ℃、迎面风速5~7 m/s时板翅式热管散热器的换热特性,得到散热器的工作散热量,基板工作温度以及影响换热的主要因素。实验结果表明：正常工作过程中散热器基板的工作温度在70~90 ℃之间; 基板温度升高,换热量也随之增大;散热器换热量受进口空气温度的影响大于受迎面风速的影响。     

带有强化换热结构的芯片散热器实验研究与数值模拟

超级或大型计算机服务器CPU的冷却散热问题,已经成为计算机高性能发展的瓶颈,受到业内越来越广泛的关注。本文提出了一种用于冷却计算机服务器芯片的散热器,其结构是将镶嵌在散热器底板的热管与翅片组装为一体。利用自建实验台对该散热器以及平板式热管散热器的性能进行了对比实验分析,同时对其热管本体、翅片以及均温板的温度分布进行了数值模拟。这种热管冷凝段得到强化换热的散热器其底板面积相对平板式热管散热器减小了50%,因此具有更好的均温性;在相同的工况下热流密度由24.3 W/cm2增至68.6 W/cm2时,该散热器翅片顶部的平均温度增幅仅为17%。     

计算机CPU热管散热器换热性能研究

电子计算机的集成化发展对CPU散热器传热性能提出了新的要求,散热器表面最高温度和表面均温性是保证CPU正常运行的重要参数。本文运用ANSYS软件对CPU热管式散热器和普通翅片散热器进行计算,对二者稳态温度场分布和不同功率下散热器中心点温度变化进行了分析比较,计算结果表明,在稳定状态时,热管式散热器比普通翅片散热器具有更好的热传导性能和表面均温性;在CPU高功率工作（50W）时,普通翅片散热器无法满足换热要求,而热管式散热器仍可达到良好换热效果。搭建实验台对热管式散热器表面温度进行了测定,实验测试数据与模拟计算数据基本吻合,证明了数值模型的正确性和可行性。本研究对于计算机CPU散热器传热性能分析及其优化设计具有一定指导意义。     

半导体与热管一体化散热器研究

半导体与热管一体化散热器主要为解决目前市面上普通热管工作效率低的问题设计,半导体的制冷效果有效地降低了周围空气的温度,增大与热管的温度差,使热管能快速散热,达到有效降低笔记本电脑温度的效果。热管与半导体一体化的设计也能很好的解决单纯引用半导体制冷设计的凝霜问题,同时使用风扇辅助排除半导体产热面和热管周围的热空气以及湿度较大的空气,使笔记本电脑能快速高效的散热,且不存在内部器件受损的问题。     

环路热管钎焊制造技术及传热性能数值模拟

为解决环路热管中蒸发器结构连接难的问题,开展了1Cr18Ni9Ti不锈钢与LD10铝合金环路热管封闭结构的大面积软钎焊技术研究,研究了钎料添加方式和焊接温度对接头质量的影响,分析了接头微观组织,并且利用ANSYS有限元软件对蒸发器热传输性能进行了数值模拟,分析了不同程度的缺陷对蒸发器热传输性能的影响.结果表明:焊接温度220℃,采用方式B的焊接接头质量优异,钎着率达到100%,从而设计出一套完整环路热管蒸发器软钎焊的生产工艺流程.     

工业机柜热管散热器及其试验研究

针对所设计的工业机柜热管散热器进行试验研究，分析其在充注不同工质、不同充液率以及不同蒸发段和冷凝段的长度比情况下的散热性能。     

水平管外沸腾强化换热的数值模拟与场协同分析

应用FLUENT软件对制冷剂R134a在光管和横纹槽管水平管外沸腾传热进行三维数值模拟,得到其饱和泡状沸腾过程中体积含气率的分布规律,并比较它们的换热系数。结果表明横纹槽管外侧能够很好地强化沸腾传热。此外,还通过改变边界条件分析质量流量、热流密度的变化对横纹槽管管外沸腾换热系数的影响。最后应用场协同理论,从局部换热角度分析其强化机制。研究表明,横纹槽管水平管外沸腾换热得到强化的原因是其凹槽前后的速度场与温度梯度场之间夹角较小,协同程度更好。     

不同强化管传热特性的数值模拟与实验研究

对横纹槽管、缩放管和螺旋槽管在夹套间进行了传热特性实验,研究了传热效率指标随雷诺数的变化规律.运用FLUENT软件,采用二维轴对称方法和k-ε模型对夹套间流体流动传热进行了数值模拟,并将模拟结果与实验结果进行对比.从场协同的角度研究了速度场与温度场夹角对传热膜系数的影响.     

机柜服务器热管背板换热性能的试验研究

通过测试热管背板系统在不同进风温度、制冷剂冷凝单元（RCU）冷冻水进水温度及水流量工况下的换热能力,分析环境温度升高、系统供水不足等对高密度机柜服务器安全运行的影响,采用模拟负载机柜测试机房机柜安装热管背板后不同位置的换热能力。结果表明,热管背板系统对进风温度、冷冻水温度及流量具备良好的换热适应性,发热量大的服务器优先安装在机柜中下部,发热量小的服务器安装在机柜上部,可以最大限度发挥热管背板的换热能力。     

Three-dimensional numerical simulation of the Kalthoff experiment

We use the finite element code DYNA3D to analyze large thermomechanical deformations of a prenotched plate impacted on the notched side by a cylindrical projectile moving parallel to the axis of the notch. Both the projectile and the plate are assumed to be made of the same thermally softening but strain and strain-rate hardening material. It is found that the maximum speed imparted to points of the plate on the impact surface equals nearly 90% of the projectile speed, and the rise time depends upon the quasistatic yield stress of the material. Whereas deformations on the midsurface of the plate closely resemble a plane strain state of deformation, those on the traction free front and back surfaces are quite different. Thus measurements made on these surfaces may not describe well the deformations occurring in the interior of the plate.     

分离式热管技术在空调末端设备中的应用

为了改善传统恒温恒湿空调系统能源浪费的现状,介绍分离式热管辅助除湿系统的工作原理,分析该系统的评价指标以及效率影响因素,并提出后续工作建议。     

用于CPU冷却的集成热管散热器

提出了将立体蒸汽腔和热管两相传热结合,用于CPU冷却的集成热管散热器新概念,并对设计出的集成热管散热器的传热性能和整体的均温性进行了试验研究.试验结果表明,未优化的集成热管散热器的热阻在0.14℃/W～0.2℃/W之间,且整个散热器具有均匀的温度分布.与当前的热管散热器相比,这种结构的集成热管散热器具有散热效率高、结构紧凑、接触热阻小、重量轻、成本低等特点,可以满足未来大功率CPU散热的要求.     

土壤温度场对垂直单U形埋管换热性能的影响分析

针对广州地下50m以内土壤温度场,研究广州地区土壤温度的分布特性和变化规律,建立垂直单U形地埋管地下换热区域温度场的三维稳态和瞬态传热模型,模拟冬季工况下埋管区域土壤温度场的分布情况,分析不同土壤初始温度对地埋管换热器埋管深度的影响。最后,计算某一别墅工程动态负荷,选用GLHEPRO3．0进行为期30年的系统运行模拟,分析地下埋管区域土壤热平衡对埋管换热性能的影响,从而为广州地区推广使用土壤源热泵系统的长期高效运行提供理论参考。