压电风扇嵌入式冷却系统流场及换热特性研究

提出一种压电风扇嵌入式冷却系统,并对其进行了数值模拟和试验研究,分析了压电风扇诱导非定常流场流动特性及强化换热性能,研究了外部供风风速、翅间距对流场和换热性能的影响。研究表明,由于压电风扇的挤压、扰动及涡旋的作用,翅片壁面原本稳定的热边界层被破坏,流体的混合和热交换作用增强,温度梯度减小,因而翅片与空气间的热阻降低。结果表明,翅间距为18mm时,该文中压电风扇散热效果最佳。     

芯片冷却用分形微管道散热器内的压降与传热

受到哺乳动物消化系统和血液循环系统中物质运输与分配网络所具有的分形特征启发,文中设计、加工出了一种电子芯片冷却用的硅制分形微管道网络散热器.在给出分形微管道网络构造过程的基础上,探讨了分形微管道网络内部微流体的换热与压力降特性.针对利用多路感应耦合等离子蚀刻工艺制造出的硅制分形微管道网络散热器,理论计算所得结论与流动与传热实验数据均证明:当热传递面积、温差、努谢尔特数均相同的情况下,分形微管道网络散热器比传统的平行微管道阵列散热器具有更高的热传递效率;而在具有相同流速、热传递率的要求下,分形微管道网络散热器所需的泵送功率远低于平行微管道阵列散热器所需的泵送功率;分形维数越高,分形微管道网络散热器的热传递效率将越高,且所需的泵送功率将越低.     

圆筒内壁热流密度和对流换热系数的红外热诊断研究

利用红外测温技术,结合导热反问题求解,给出了一种根据圆筒外壁温度数据红外监测做为一强加边界条件反推圆筒内壁热流密度分布和对流换热系数分布的红外热诊断方案,得到了二维稳态圆筒内壁热流密度分布和对流换热系数分布的普适解析级数解,从而为这一类热设备内壁热流密度和对流换热系数分布的红外诊断提供了充分的理论依据.     

弧形微型散热片的流动和换热特性

建立了弧形微槽道散热片的三维稳态模型,对不同雷诺数、不同热流密度的弧形槽道层流的流动和换热特性进行了数值模拟和实验研究,并与换热面积相同的直矩形槽道进行比较。结果表明:弧形槽道散热片相对于直矩形槽道散热片冷却效果更好,并且温度分布更均匀;弧形槽道散热片的换热系数,进出口压降和努赛尔数随着雷诺数的增加而增大。     

凹槽型微通道传热与流动性能的数值分析

针对电子器件的散热问题,提出了四种具有对称和等距凹槽的微通道,并通过三维数值模拟,研究了不同雷诺数下凹槽形状及布局对微通道性能的影响。结果表明:在给定的雷诺数范围内,圆形凹槽的传热性能仅次于三角凹槽,而梯形和矩形凹槽的传热性能较差。三角凹槽压降最大,其次是圆形,而梯形和矩形凹槽压降差异较小;同种形状不同布局的凹槽,压降几乎一致,这表明通过改变凹槽布局来提高性能不会产生额外压降损失。综合换热和压降特性,微通道热性能系数先增后减,故三角凹槽在雷诺数为600时获得最优热性能,而在雷诺数为900时等距圆形凹槽的热性能超过三角凹槽。     

一体化陶瓷平板热管的自由成型与传热性能研究

为提高电子器件的散热效率,利用电机助推微注射器MAM(Motor Assisted Microsyringe)自由成型技术制备了带有矩形微槽的一体化Al2O3陶瓷平板微热管,并对其不同充液率、冷却条件下的传热性能进行测试。结果表明,在热流密度为5.3W/cm2条件下,陶瓷平板热管的传热性能良好。其中,稳态工作条件下,充液率为100%的热管蒸发端和冷凝端的温差仅有5.5℃,传热性能最好。与一般的平板热管相比,平板蒸汽腔工作时,最高温和温差均有所降低。     

流道缩扩比对半波纹微通道流动和传热特性的影响

为探究流道缩扩比对半波纹微通道流动和传热特性的影响,设计了5种不同缩扩比的半波纹微通道模型,并对各通道内的层流流动(200＜Re＜1000,Re为雷诺数)和传热进行了数值模拟研究。结果表明,半波纹微通道的压降和努塞尔数随着流道缩扩比的减小而增大;与光滑微通道相比,半波纹微通道具有更优的传热性能但压降损失也更高;引入η作为综合性能指标,发现减小流道缩扩比是提高半波纹微通道综合换热能力的有效方式,且当Re＞490时,其综合换热能力均优于光滑微通道。     

基于随机有限元与神经网络的传热参数的智能辨识

传热学参数之间的关系是非常复杂的,如何建立这种复杂的非线性关系,以便于对传热参数进行合理的辨识和预测,是一个值得深入思考的问题.传统的传热参数辨识方法繁琐复杂,适用条件极为苛刻.而利用神经网络进行参数的辨识,又面临着样本的构造和选取的一个\     

扇形穴-梯形肋微通道散热器层流与传热特性

提出了一种新型扇形穴-梯形肋微通道散热器,采用单变量方法从速度、压降和温度方面分别对比了单一空穴或肋与组合结构的性能。基于强化传热因子和熵产最小法对微散热器进行了整体评估。结果表明:空穴和肋的组合使用,使得边界层周期性地中断和再发展,空穴和肋组合的散热效果优于单一的肋或穴。在雷诺数(Re)为1300时,强化传热因子为1.5354,远高于梯形肋的1.355和扇形空穴的1.28。熵产分析表明,组合结构的不可逆损失最小,这与强化传热因子结果相一致。     

多孔陶瓷露点间接蒸发冷却器传热传质机理分析

在传统间接蒸发冷却器的基础上提出了利用多孔陶瓷的间接蒸发冷却器,并运用毛细诱导理论对多孔陶瓷间接蒸发冷却器表面的传热传质过程进行了理论分析。指出多孔介质表面张力引发的毛细现象对多孔陶瓷表面的蒸发具有促进作用,可使经多孔陶瓷间接蒸发冷却器处理的空气逼近露点。多孔陶瓷间接蒸发冷却器应用前景广阔。     

储罐液位传热反问题的识别方法及实验分析

基于储罐表面温度反演液位是一种全新的液位识别方法,其识别精度高,应用范围广。建立了储罐的物理模型,利用有限体积法求得筒体的表面温度场,并反演了筒体内的液位和温度。为了验证识别精度,设计了压力容器对比实验。实验表明,在实际允许的测量误差内(σ=2℃),模拟识别误差小于1%,实验识别的液位误差在2%左右,利用反演算法能识别筒体内的液体温度,精度也比较高。实验结果验证了该识别方法的有效性,为红外液位检测和温度识别提供了理论和实验依据。     

激光与皮肤层状组织的光热作用及其传热模型

本文基于激光与生物组织相互作用的机理,对激光与组织光热相互作用形成的热源项进行拓宽理解,并分析了激光照射下组织光热性质的关联。在此基础上,提出了激光与皮肤层状组织相互作用传热模型。数值模拟获得的若干结果与相关文献的报道一致,方法为精确预测激光诱发的组织热响应提供有力的工具。