冷却液汽化量对射流冷却系统散热性能的影响分析

射流冷却的换热是包含强迫对流、核态沸腾和蒸发散热等多种换热形式共同作用的结果,冷却液流量的过多或过少都会影响到射流冷却技术的散热性能。文中基于射流冷却技术的两相换热机理和换热理论分析模型,对换热过程中冷却液的汽化量进行分析,用汽化量和芯片表面温度的关系变化曲线来作为评估射流冷却系统散热性能变化的依据。通过对射流冷却换热过程中汽化量进行测试计算表明,在射流冷却系统内冷却液汽化质量比达到47%左右时,芯片表面温度最低,射流冷却系统换热性能最佳。通过该研究分析工作,为射流冷却技术在工程应用中流量控制和散热优化提供技术基础。     

非道路柴油机冷却水套流动传热分析与优化

冷却水套作为柴油机的核心结构,其流动与传热特性直接影响着柴油机的可靠性和使用寿命。以某两缸高压共轨柴油机为研究对象,为了解该发动机冷却水套流动与传热性能,以水套速度场、温度场、换热系数等空间分布参数为判据,重点对冷却水套关键区域的流动和传热特性进行分析,同时提出优化方案。仿真结果表明：发动机整体冷却液流动性差,平均流速低于0.5m/s,缸体进气侧冷却水套上部出现了流动死区;通过对冷却系统性能参数和冷却水套结构进行优化,冷却水套进出口压力损失减小,整体冷却液平均流速较原方案提高了173.91%,整体平均换热系数较原方案提高了41.93%,整体冷却水套流动均匀性得到改善。     

感应交流电机冷却系统模拟及冷却风扇优化

运用CFD(computational fluid dynamics)软件ANSYS的Fluent 15.0模块,以某感应交流电机为例,使用流固耦合的方式分析其冷却系统在额定工况的流场分布。通过冷却风扇叶片间的流动分布状况,定、转子通风槽内部流动分布状况及主要发热部件的表面温降状况,对电机冷却系统的散热性能进行评价。最后基于增大流量的优化思路,通过改变冷却风扇出口角的方法对冷却系统进行优化设计,并将优化前、后冷却系统散热性能进行比较分析。结果为当冷却风扇出口角为45°时,电机冷却系统换热性能更好。     

基于CFD技术的发动机水套选型及优化设计

水套是发动机冷却系统的重要组成部分,良好的水套设计能够使得各缸冷却液分布合理,换热均匀。在水套设计过程中工程师常常面临多种水套方案的选型工作,因此明确各方案的流动特点是非常关键的工作。介绍了一起在发动机的正向开发中利用CFD手段确定水套流场及在此基础上进行水套优化选型的实例。     

某型柴油机冷却系统仿真分析

利用一维、三维联合仿真方法对某型柴油机冷却系统进行仿真分析。首先对发动机水套进行CFD分析,通过CFD分析获得水套内部冷却液流动阻尼,然后以CFD结果为边界条件进行发动机冷却系统分析,对发动机冷却系统的布置方案进行评估。     

纳米流冷却液以射流方式对高温换热面冷却的实验研究

高温换热面是热负荷较高区域之一,提高换热面换热系数是解决高温换热面散热问题的关键。采用多金属纳米流冷却液作为冷却工质,研究利用射流技术提高高温换热面换热系数的方法。实验研究表明,在相同射流参数下,不同份额的多金属纳米流冷却液相比较传统的冷却液而言,均可有效提高传热效果,同份额占比的多金属纳米流冷却液在不同的射流角度和射流距离下,其传热性能也收到一定的影响。     

影响高速电主轴热学特性的有限元优化分析

选择电主轴的油—水换热系统中的换热系数和冷却套厚度两个因素进行研究,建立了对应的热学分析的有限元模型,运用ANSYS Workbench有限元分析软件,分析研究了热稳态下电主轴的温度场分布,并确定了油—水换热系统换热系数及其冷却套厚度这两个因素对稳态时电主轴最高温度影响的灵敏度和优化方案。研究结果表明,油—水换热系统换热系数对电主轴整体的最高温度影响最大,冷却套厚度次之,并得出当其换热系数在[2 800,3 000]W/(m~2·K)时,冷却套的厚度最优选择在4～4. 5 mm,若换热系数在[3 000,3 200]W/(m~2·K)时,冷却套的厚度最优选择4～4. 5 mm,最后经过前后优化后,使得整体最高温度降低1. 8℃。     

表面换热系数对铝厚板淬火温度和应力演变影响的数值模拟

淬火过程中表面换热系数是反映界面能量传递和介质冷却能力的重要物理参数.通过对铝厚板淬火的多组模拟实验,研究了表面换热系数对工件冷却速度、内应力演变的影响规律.结果表明,过大的表面换热系数并不能明显提高工件心部的冷却速度,却大大增加了工件的残余应力.铝厚板淬火工艺应根据工件的组织性能要求,合理选择表面换热系数和冷却方式,尽量减小工件的残余应力.     

发动机冷却水套的优化设计及分析

针对某4102发动机实际运行中出现的问题,通过分析,改变了原发动机水套结构,并利用三维数值仿真方法建立了原水套和新水套的数值仿真模型,计算结果表明:新水套相对于原水套,主喷孔流量增加,鼻梁区换热系数明显提高,新水套满足缸盖的换热需求;新水套的三、四缸缸体换热系数有明显提高,有效地改善了三、四缸冷却不足的现象,并且,换热主要集中在缸体中上部,分布更加合理;最后,通过台架可靠性试验验证,发动机故障得到解决。     

用于离子束刻蚀设备的冷却系统

为解决因离子束刻蚀基片的温度效应,采用冷却液和氦气冷却相结合的冷却方式,对离子束刻蚀的基片进行冷却,解决了一般冷却液冷却不充分导致基片升温过高的问题,且根据该冷却系统原理设计出工件台和控温系统,装载至M431-12/UM型离子束刻蚀设备上。通过试验验证,结果证明无论是八英寸硅片还是铝制基片盘,在冷却液和氦气冷却相结合的冷却方式下,冷却效果良好,表面温度均未超过50℃,而铝制基片盘表面温度仅为38℃;同时,若将冷却液换成换热类液体,可实现工件台温度控制,其可用于离子束沉积系统等薄膜生长设备的基片温度控制。     

发动机水套冷却性能分析

利用数值模拟对某汽油机的冷却水套进行了冷却性能研究,对原机冷却水套内冷却水的流场分布、冷却水套内壁面换热系数和压力损失进行了分析.计算结果表明:该汽油机冷却水套总体分布合理,设置的8个分水孔各自取到不同的作用;通过大孔B1、B2的流体用于冷却鼻梁区等重点区域,其它孔主要用来将绕流缸体的冷却水引入缸盖,对缸盖冷却起补充作...     

和谐HXD1型机车电器屏柜散热系统设计的分析与优化

建立了和谐HXD1型机车电器屏柜散热系统的三维模型并进行数值模拟,通过计算得出该散热系统的速度场和温度场,与实验结果相比较验证了设计的合理性,同时比较了不同风扇与不同热源位置情况下系统的散热性能,得出风扇的配置对强迫风冷流场有决定性作用,增大风扇的风速可以提高散热效果,但其散热效率随着功率的升高逐渐下降,合理的热源布局可以优化流场,提高散热性能。     

喷雾冷却塔气水比和截面风速对冷却效率的影响

根据雾化冷却原理,建立了80t/h试验用逆流式无填料喷雾冷却塔,并通过4个工况的试验分析了气水比和截面风速对喷雾冷却塔冷却效率的影响,试验结果表明:冷却效率随气水比、截面风速的增加而增大,当截面风速从1.93m/s增加到3.21m/s时,气水比从1.04增加到1.31,冷却效率随之从39.0%增加到54.5%;当气水比在1.16～1.20之间保持不变或变化较小时,可以通过增大塔内截面风速来提高冷却塔的冷却效率.     

燃烧室迷宫复合冷却结构流场数值研究

以燃烧室迷宫复合冷却结构为研究对象,采用数值模拟方法研究该冷却结构内部流场、温度的分布情况,获得其流场结构及冷却效率沿轴向的分布规律,并与采用气膜冷却的原型火焰筒进行了对比。研究表明:相对某型航空发动机燃烧室火焰筒,该冷却结构的冷却效率高,流场分布均匀。计算结果对于迷宫复合冷却结构的设计和冷却性能试验研究都具有一定的理论指导意义。     

某高功率收发模块两相冷却系统实验研究

为了解决某八通道收发模块的冷却问题,文中设计了一套基于高效热虹吸回路的两相冷却系统样机,分别对冷却系统的启动特性以及工作倾角、冷凝能力对系统冷却性能的影响进行了实验研究。研究结果表明：该冷却系统的启动性能和工作性能良好,可在-30°~75°倾角范围内保证收发模块正常工作;冷凝风速增大将有效提升系统的冷却性能,冷凝风机功耗也随之增大;在倾角为20°、冷凝风速约为6.5 m/s 时,冷却系统综合性能最优,具备对热耗475 W、局部热流密度60 W/cm²的收发模块进行冷却的能力。     

置换通风条件下污染物分布特性的模拟研究

为了研究置换通风房间内污染物的分布特性,采用标准k-ε湍流模型结合壁面函数法,利用Fluent软件对房间的速度场、温度场、TVOC浓度场进行模拟。针对有无冷却顶板的不同情况,得出室内温度场、速度场、TVOC浓度场的分布特性并进行了对比研究。研究结果表明冷却顶板可以降低置换通风系统的室内温度梯度,但也同时降低了置换通风系统的排污能力。     

热轧H型钢在线控冷系统方案设计与优化

热轧H型钢终轧后在空气中自然冷却,由于H型钢的翼缘和腹板散热性能不同,在冷却过程中H型钢端面会产生高达300℃的温差,影响产品最终的力学性能。为了改善H型钢冷却过程中的温度场分布,提高产品的力学性能,采用有限元仿真技术和现场测试技术相结合,提出了H型钢生产线轧后控制冷却系统的设计方案,如喷嘴布置方案、冷却设备的布置方案、冷却设备的控制方案、冷却方式等。该冷却方案现已成功装备生产现场,现场实测数据表明对热轧H型钢实现轧后控制冷却,在冷却过程中H型钢的温度场得到了明显改善.最终还提出了对该控制冷却系统方案进一步优化的措施。     

刀片服务器液冷系统的设计和探究

文中介绍了一种刀片服务器的液冷散热系统,对系统各部分的流量及管径进行了设计,同时通过仿真分析和实验测试来验证其散热性能。结果表明,液冷方案相比风冷方案能够将刀片内中央处理器（Central Processing Unit, CPU）支持的功率从165 W 提升到300 W,采用铲齿冷板和水工质并将流量控制在1.5 L/min 以下能够提高液冷系统的散热性能。最后对比分析了液冷和风冷系统的成本,液冷系统成本回收时间约为2.5年,长期运行具有良好的经济性。     

穿水冷却喷嘴内流场仿真分析

在分析穿水冷却喷嘴的结构及工作原理的基础上,通过前处理软件Gambit建立喷嘴内部流场的三维网格模型,确定了数值模拟的数学模型、计算条件和求解方法。利用CFD软件Fluent对该模型进行了数值仿真,获得了喷嘴内部流场的各参数数据。分析了流场的速度分布与压强分布,为喷嘴设计及优化提供了理论依据。获得了不同输入压强情况下的喷嘴性能数据,为水冷过程的热交换分析和实际生产提供了参考数据。     

The relative efficiency of cryogens used for plunge-cooling biological specimens

Coolants used for freezing biological specimens were tested for cooling performance in the continuous plunge mode. Results from bare thermocouples showed that ethane cooled faster than propane or a propane: pentane mixture, even when warmed to 25 K above its freezing point. Propane coolants were more efficient than Freon 22 and the slowest cooling occurred in boiling liquid nitrogen. Hydrated gelatin specimens showed similar results with ethane cooling about 33% faster than propane. Epoxy resin specimens cooled faster than hydrated gelatin specimens of similar size. Hydrated and resin specimens cooled over increasing distances as plunge velocity increased. A bare thermocouple, however, cooled over a constant distance when plunged above a critical velocity. This phenomenon may reflect vapour formation and its suppression at high plunge velocities. The rate of cooling in hydrated specimens is shown to have an absolute limit and cannot be modelled by bare thermocouples or resin specimens.