不同通道尺寸的微通道相变散热器性能研究

为了解决高集成度高热流密度电子器件的散热需求,文中对微通道相变散热器进行研究,设计了5种不同尺寸的微通道来研究其对传热系数和压降特性的影响.通过搭建微通道相变散热验证系统对微通道相变散热器进行实验,以水为工作物质,流速为50～170 mL/min,热源热流密度为86～414 kW/m2.研究结果表明,传热系数与水力直径...     

基于类水滴状微结构的微通道流动和散热性能研究

为了有效提高微通道散热器的散热性能,设计了 一种含有类水滴状微结构的微通道散热器,并采用仿真模拟方法研究了微通道内类水滴状微结构的数量和高度变化对微通道的压力损失和散热性能的影响.在热流密度为100 W/cm2,入口端流体速度为1 m/s的条件下,设计了 9组不同的含类水滴状微结构微通道.其中的5组通过改变单条微通道内类水滴状微结构的数量进行研究,得出当微结构数量为7时微通道的综合散热性能最优,其微通道底面平均温度下降了 18.42 K,散热系数提高了 37.63％.同时在微结构数量为7的基础上再次设计4组微通道,研究了微结构的高度对微通道散热性能的影响,得出当各微结构的高度沿流体流动方向逐次增高时,散热系数几乎不变,压力损失降低了 11.93％.     

新型低温共烧陶瓷微通道散热器

本文对应用于半导体激光阵列封装的微通道散热器进行了研究.开发出了一种新型微通道散热器,克服了当前以金属Cu为基础的散热设计所存在的许多问题.该散热器以成熟的低温共烧陶瓷技术为基础,具有优良的热特性,并且在工作中无需使用去离子水.     

射流微通道耦合高效散热器传热实验研究

针对光导开关高重复频率运行时产生丝电流加热,使光导开关温度迅速超过材料最高允许使用温度,造成开关失效或损伤的难题,本文结合微通道散热技术和射流冷却技术的优点,设计了射流微通道耦合高效散热器。通过实验测试,对不同运行工况下射流微通道耦合高效散热器的传热特性进行了研究,并与美国进口的蜂窝型微通道散热器进行散热性能对比。实验结果表明：体积流量为3 L/min的情况下,射流微通道耦合高效散热器的换热系数超过35 000 W/(K·m²),散热量高达1 000 W,相比蜂窝型微通道散热器散热量提升了45%。在测试流量下,随着体积流量的增加,射流微通道耦合高效散热器的平均换热系数接近线性增加,而蜂窝型微通道散热器的平均换热系数在大流量下却增加缓慢。此外,采用射流微通道耦合高效散热器冷却的热源面温度均匀性明显优于采用蜂窝型微通道散热器冷却的热源面温度均匀性,采用射流微通道耦合高效散热器的热源面温度波动能降低58%,更有利于降低光导开关热应力。     

新型微通道散热器设计仿真

在传统的硅基微通道散热器原理基础上,通过采用高热导率的散热板,以及特殊的变截面微通道阵列,实现微型散热器工作流体的整体稳定流动和短程均匀散热工作模式.采用ANSYS通用有限元分析软件,给出了典型换热单元在参考流速1 m/s,温度283 K初始状态下的流速场和温度场,散热器可输运5×107 W/m2的热通量,总热阻低至0.0106℃/W.仿真结果初步验证了设计构想的合理性,散热器有望拥有良好工作特性.     

芯片微通道换热研究综述及展望

随着电子芯片发展的高度集成化,散热问题日益凸显,芯片微通道散热器以其优越的散热性能而被广泛应用。文章从影响微通道散热器性能的主要因素,即流动工质、微通道结构、制作材料三个方面对最新研究成果进行综述。通过对各种研究结果的分析,发现一些常规槽道中被忽略的因素,如槽道宽高比、进出口效应、表面粗糙度、槽道孔隙率等会对芯片微通道散热器的换热性能产生较大的影响。同时指出了目前研究工作中存在的不足,展望了芯片冷却用微通道散热器的发展前景,并提出了新的研究思路。     

芯片散热微通道仿生拓扑结构研究

为提升高热流密度芯片的散热能力,借鉴自然界中众多具有优良传质传热特性的网络拓扑,设计了多种仿生微通道拓扑结构.利用数值模拟方法,分析了不同拓扑结构的散热效果及压降特性,结果表明不同拓扑结构的散热能力存在一定差异,且芯片热流密度越高差异越明显.对数值分析中综合性能优秀的蜘蛛网结构的散热特性进行了理论分析,并通过3D打印加工了微通道散热器,测试表明其散热能力和压降相对现有平直微通道均有明显提高.     

微通道强迫对流的传热分析

微通道的散热热流密度可达几百Ｗ／ｃｍ＾３体积小，是微电子封装的理想散热器，介绍目前国内外通用的几种微通道传热分析模型，并进行比较。     

基于分形理论的三维系统封装微通道布局设计

为了更好地解决大功率三维系统封装(3D-SIP)芯片散热的问题,将分形理论和翅片型微通道相结合,应用于微米级的微通道布局中,形成新型的平行翅片型微通道、交错翅片型微通道、树状翅片型微通道3种布局.在ANSYS的FLOTRAN中建立了相应模型,得到了大功率芯片结温、芯片温差和3D-SIP的热阻,比较了3种微通道布局对大功率3D-SIP散热特性的影响.研究结果表明,相比其他两种微通道布局,树状翅片型微通道布局使3D-SIP的大功率芯片散热效果最好,为大功率3D-SIP的散热设计提供了很好的参考依据.     

基于扰流的蜂窝层叠微通道热沉散热实验研究

针对一种基于扰流作用的多层蜂窝形微通道热沉结构设计,在不同流量、不同加热功率、不同热沉设计尺寸等实验条件下时其进行了散热测试实验,对影响该系统性能的因素进行了分析和讨论.散热实验结果显示在热沉进出口管径采用外径为φ6 mm,内径为φ4 mm不锈钢毛细管时,其有效散热热流密度可达18.2 W/cm2,基板温度为48.3℃,微泵耗功为2.4 W,具有良好的换热效果.     

电子设备散热方法探讨

文章对热量传递的三种方式进行了分析,找出了对每种方式影响散热的因素,并对新型热管散热的原理进行了探讨,给出了用热管设计IC散热器的原理和思路。     

键合机热台温度研究

键合机在工作时需要用热台将工件加热到一定温度,热台不仅要将工件加热,而且要保证加热均匀,否则会影响产品的质量。采用ANSYS对热台进行优化分析,然后通过实验分析验证,最终得出影响热台温度均匀性的因素。     

翅片截面形状对风冷翅片散热器性能的影响

基于牛顿粘性定律和计算流体力学(CFD),在实际项目的基础上探究了五种不同垂直截面形状的翅片式散热器在强迫对流条件下的散热性能,最终根据其各自的散热性能和经济性筛选出最佳垂直截面形状的散热器为三角形截面翅片散热器,与传统的矩形截面翅片散热器相比,其散热性能提升了4.23%,材料成本下降了17.95%。     

18J,20 Hz固体热容激光器

为研究同体热容激光器运转的物理机制,研制了一台演示验证样机。激光器使用钕玻璃板条为工作物质,脉冲灯抽运,平-凹式稳定谐振腔。固体热容激光器运转有两个工作相,样机达到的技术性能如下：第一工作相输出激光,以20Hz重复频率工作10S,输出能量开始时23．81J／脉冲,结束时18．51J／脉冲;第二工作相冷却工作物质,经编程控制的氮气冷却5min后,激光器可重新进入第一工作相循环工作。分析了限制激光器输出激光时间的两个主要原因。试验表明：固体热容激光器输出激光时,沉积在工作物质中的废热使工作物质处于表面温度高于内部温度的状态。由此工作物质产生了向内的压应力,它使工作物质破坏阈值上升,激光器可以工作在较高的温度状态。对第二工作相冷却工作物质的热管理模型进行了讨论．     

关于热传导问题的研究

所谓的导热还可以将其称之为热传导,这也就是说物体的各个部门没有相对位移或者是各个不同的物体直接接触的时候借助于分子机或者原子机自由电子等这些微观粒子热运动从而实施的一种传递热量的现象,导热属于物质的一种属性,那么导热过程能够发生在气体、液体、固体中.     

一种均温板加速条件下性能试验研究

针对机载电子设备散热应用条件,研究热管均温板在机载加速环境下的传热性能。为提高热管散热稳定性,将热源布置在热管中部,热管两端作为散热端。试验中试验单元安装在离心加速机上,模拟机载加速环境,测试了不同加速度条件下热管传热性能,得到热管均温板当量导热系数变化曲线,分析了加速度对热管当量导热系数的影响。试验结果表明:在0 ~13g加速条件下,热管均温板均能正常工作。结合试验结果给出热管均温板用于机载电子设备散热的设计建议。     

室外LED显示屏热分析

探讨了室外LED大屏幕结构设计中的热量计算,对冬季和夏季两种环境下LED显示屏的温度要求进行了论述,并分析计算了显示屏内部高温环境下的换气量和低温条件下的供热量,为控温设备提供了参考依据。     

根部开孔对直翅片散热强化的实验研究

根据温度恒定时输入热量与输出热量相等的原理,提出了一种简单方便的测量热沉散热功率的方法,并搭建了实验台。通过测量输入电热丝中的电压、电流以及通电时间即可得到热沉的散热功率,并通过数理分析确定实验测量周期,以保证实验结果误差在5%以内。实验表明在热沉翅片根部开孔可以有效提高热沉散热功率,对测试所用热沉而言最高可提高16.3%。但随着开孔数量的增多,热沉的散热功率先上升达到一个极值后再下降。究其原因在于开孔增多的同时,减少了热沉内部热量自热沉底部向热沉顶部传递的面积,增加了热沉内部的传热阻力。     

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.     

激光破岩的理论分析与数值模拟

激光破岩技术在石油工业上具有广阔的应用前景,但目前国内对激光与岩石相互作用机制的研究还比较少见.根据非定常传热学原理分析了均匀激光光束和高斯激光光束照射砂岩时的温度场分布;根据热应力方程和边界条件模拟了砂岩内部的热应力分布,得到有效切削砂岩所需的激光功率阈值;根据能量守恒定律建立岩石的熔化和气化模型,得到一定激光功率下岩石熔化和气化的速率.模拟结果表明,在深井中采用激光钻井技术,其钻进速度远高于常规的机械旋转钻井技术,具有显著的工业应用潜力.