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。     

大功率LED分段翅片散热器热设计

针对平板翅片式散热器存在的不足,提出一种分段翅片散热器。基于COMSOL Multiphysics平台,对不同分段数的分段翅片散热器的流动传热过程进行模拟。在此基础上,将Matlab模糊推理工具箱与Simulink相结合,对不同结构的散热器进行可靠性评估。最终得到分段数为4的散热器换热系数最大、可靠性最高、结构最佳,每段翅片长度、厚度、高度、翅片间距及分段间隔分别为29 mm,4 mm,40 mm,10 mm和3 mm。当入口风速由1 m/s增大到9 m/s,分段数为4翅片散热器的换热系数相对于平直翅片散热器提高了3.42%~5.47%,压降增大了31.60%~40.85%,可靠性提高了0.2。此研究为散热器结构的优化设计提供了理论依据和参考。     

太阳能-空气源复合热泵供热研究

建立了制冷剂-太阳能热水共用翅片管换热器的太阳能-空气源复合热泵系统,分别测试了名义工况热泵系统的蒸发器出口温度、制热量、COP等性能,并与传统空气源热泵系统的性能进行了对比分析,结果表明,共用翅片的太阳能-空气源复合热泵系统有效避免了结霜的发生,制热量、COP等性能有了很大提高。     

半圆柱板翅片散热器传热特性的数值模拟

在板式翅片散热器的基础上,通过增加不同数量和半径的半圆柱肋片,构造了6种不同结构的半圆柱板翅片散热器(HPPFHS),并通过数值模拟的方法对这两种散热器的流动和传热特性进行了研究。结果表明,随着入口风速的增加,两种散热器的热阻减小的同时压降随之增大,但其热阻减小的趋势变小。入口风速相同时,相比板式翅片散热器,流经半圆柱板翅片散热器的空气受到半圆柱肋片的影响产生涡流,因而减少了热阻,同时增加了压降,但其综合性能远好于板式翅片散热器。     

多排阵列大功率LED的ICEPAK热分析

LED照明灯具由于本身体积小功率大,在工作时释放大量热量,影响其发光效率和使用寿命,散热问题一直是LED照明灯具的一个棘手问题。因此使用专门的热分析软件ANSYS Icepak对大功率LED照明灯具的散热问题进行探讨。通过数值模拟,探讨模型内的温度、速度和压力分布,以及基板的温度和压力云图,结果得出在初始风扇风速为0.005 kg/s,翅片厚度为0.018 m,翅片行间距为0.014 m时,LED关键元件基板的最高温度约为81.30℃,并得出风扇中心截面的温度、压力及速度的分布云图,以及该截面y方向中心线上的温度、压力及速度的变化曲线,反映了多排阵列大功率LED工作时的散热情况。     

穿椭圆孔波纹翅片管换热器数值模拟

利用FLUENT数值模拟方法,研究了波纹翅片穿椭圆孔对流动换热的强化作用,并将其强化换热效果与波纹翅片和穿圆孔波纹翅片进行了对比。模拟计算分析了六个参数对穿椭圆孔波纹翅片换热的影响:雷诺数(Re,546-5462)、努谢尔数Nu、阻力系数f、换热量Q以及翅片间距(S,1.8 mm~3.0 mm)和翅片厚度(δ,0.12 mm~0.22 mm)。对模拟计算结果进行了归纳,与前人实验结果相比,模拟结果与实验结果符合良好。结果表明翅片穿椭圆孔能起到更好的强化换热和增强协同性的效果,最大相对换热量高达35%,相应的阻力系数增加20%,并且在一定的压降范围内,小的翅片间距和厚度能增强换热。还应用场协同原理进一步分析得出穿椭圆孔波纹翅片的协同性好,换热增强。     

LED散热器变温散热计算模型

给出了LED散热器传热计算的变温传热模型。常规传热计算模型将环境温度考虑为常量进行边界条件的处理,而变温传热模型则考虑了空气与散热器翅片对流换热而温度升高的变化影响。讨论了建立变温传热模型的基本方法,针对一具体散热器,通过实验验证了翅片间空气温度的变化,并依据实验得到了翅片间空气温度的变化规律,从而得到了该散热器的变温传热模型。数值计算和实验结果表明变温传热模型更合理准确地反映了实际散热器的工作情况。     

发射组件强迫风冷系统的热设计

论述了发射组件强迫风冷系统的热设计方法,介绍了强迫风冷体积流量的理论估算。用ICEPAK CFD热分析软件进行热仿真,包括建模、加载边界条件、检查结果等。在仿真时根据最高温度、风扇的工作点、出风口和入风口的温度差,对翅片的厚度、齿间距进行优化,模块产生的热量通过流过散热器翅片间的强迫流动的空气散发出去,最终满足发射组件热设计的要求。元器件工作在允许的温度范围内,确保发射模块正常工作。测试数据与仿真数据基本符合表明热仿真的正确性。     

某机载光电系统风冷散热翅片优化设计及仿真

针对机载密闭空间电子组件散热问题,对被动风冷翅片散热器进行了设计优化及仿真分析。首先基于正交实验设计方法以翅片厚度、翅片间距以及翅片高度为分析因素设计了三因素四水平正交实验;基于CFD数值仿真方法对不同翅片形式的散热器进行了仿真分析;最后基于极值分析对各因素对散热器散热性能的影响显著程度进行了分析。结果表明,翅片高度对散热器性能影响最大,翅片间距次之,翅片厚度影响最小,并得到了最优的翅片形式。     

线-网电极离子风强化LED散热的 试验研究

针对功率型LED芯片传统散热方案能耗高、散热效率低的缺陷,设计了一种线-网电极离子风发生器,并通过试验研究其工作性能。以LED芯片的引脚温度和离子风风速为目标参量,探寻发生器在不同线电极数、放电间距及电源极性时的散热系统的工作特性．结果表明：发生器采用8线电极形式,放电间距为10mm,电晕电流为0.3mA时,散热效果最佳值,系统功耗较低;相同电压下,负电晕放电时产生的离子风速高于正电晕放电; 与自然对流方式相比,LED芯片引脚温度最大降幅为36℃,散热效果较为明显.     

LED筒灯散热器正交试验优化设计研究

为了达到降低大功率LED筒灯制造成本同时又保证散热能力的目的,采用正交试验法优化设计了散热器。分析了散热器基板直径、基板厚度、翅片厚度、翅片间距、翅片高度和翅片轮廓直径等6个因素对散热器重量与LED温度的影响。然后利用CFD热仿真软件对LED筒灯散热器进行建模与散热仿真,最终得出了一个较为理想的优化结果。仿真与实验测试数据结果表明,采用优化后散热器的LED温度较优化前略有下降,但散热器重量降幅超过30%,实现了较好的优化目标。     

LED筒灯复合结构热管散热器的数值模拟

为解决LED筒灯使用单纯自然对流散热扩散热阻过大、温度分布不均的问题,提出一种基于平板热管和热虹吸管的复合结构热管散热器,并用数值模拟的方法研究了热功率、翅片高度、翅片数目、辐射换热对该散热器性能的影响。模拟结果表明应用于LED筒灯的复合结构热管散热器的热阻随着热功率的增加而减小,翅片高度和翅片数目存在一个最优值,使得散热器温度和热阻最小,自然对流情况下不可忽视辐射换热的作用。     

静态空气中多点激光诱导等离子体的演化特性

研究静态空气中多点激光诱导等离子体的演化特性是研究和优化其超声速稳燃效果的基础。在常规的试验研究中，由于测量手段和试验设备的限制，可以获取的静态空气中多点激光诱导等离子体的后流场信息有限，且激光焦点构型单一。本文采用改进后的Dors模型，对静态空气中多点激光诱导等离子体的演化特性开展了数值模拟研究。基于数值纹影图、温度等值面图、流场压力和温度分布规律图，阐释了静态空气中线形激光焦点构型的多点激光诱导等离子体产生的激波、等离子体内核以及流场相关参数的演化特性；随后通过对等离子体内核的平均温度、体积、比表面积以及流场特征位置的压力进行分析，得到了激光焦点布局形式和间距对多点激光诱导等离子体演化特性的影响规律。结果表明，当激光焦点间距较小（2～4 mm）时，激光焦点间距是影响演化特性的主要参数。     

准二级压缩CO2热泵系统补气压力对系统性能的影响

建立了带过冷器的二氧化碳准二级压缩循环的数学模型,利用MATLAB软件建立了系统仿真程序。模拟结果显示:在蒸发温度为-25℃,高压侧压力为10 MPa,气冷器出口制冷剂的温度为28℃～40℃的情况下,随着补气压力的升高,准二级压缩CO₂热泵系统的制热COP明显升高,制热量则是先升高后降低且存在最大值;压缩机排气温度和压缩机功率都会降低。但当气冷器出口制冷剂的温度为41℃～44℃时,系统的制热COP先升高再降低,在补气压力大约为7MPa时制热COP最大。     

LED投光灯叉翅散热器热分析及优化

为探究叉翅散热器在某100 W LED舞台投光灯上的散热强化作用并进行优化设计,通过数值模拟与实验验证的方法,对影响叉翅散热器散热性能的主要几何因素及其机理进行了分析。以LED芯片最高温度和散热器质量为优化目标,对短翅长度与间距进行了单因素分析,然后通过NSGA-Ⅱ算法进行双目标优化,并进行模糊C均值聚类,得到了不同应用场景下散热器配置。结果表明：叉翅散热器可有效增强散热性能,其结构可增加翅片表面平均对流换热系数,短翅长度和间距对单位质量散热性能影响均存在最优值,短翅过长或间距过小均会使翅片表面对流换热系数下降。双目标优化后的叉翅散热器可在几乎不改变散热器质量时,降低LED芯片最高温度2.33℃。     

栅格式方孔翅片自然对流换热的数值模拟

为改善电子器件的散热情况,提出了一种新型结构的栅格式方孔翅片,并对其在自然对流条件下的散热特性进行了研究。利用正交试验法和Fluent数值模拟,模拟了102种不同翅片高度与间距比H/S、不同孔边长与翅片厚度比b/δ的散热情况。研究得到:大空间自散热条件下,H/S=2、b/δ=0～4时的Gr-Nu的关系图;有限空间散热条件下,b/δ=1.5、H/S=1～16/3时的Gr-Nu的关系图。结果表明,格栅式方孔翅片可以改善电子器件的散热,并为LED照明等电子器件散热设计提供新的思路和理论依据。     

对机房志用空调维护管理的几点看法

在几年来的工作实践中 ,我们发现许多地方的机房专用空调由于缺乏正常合理的维护与管理 ,运行的机组往往处于不正常状态 ,这不仅会增加机组运行能耗 ,还有可能存在故障隐患。现将在维护巡检过程中发现的一些问题及其危害归纳如下。(１)缺乏基本的日常维护空气过滤网脏、皮带松、冷凝器翅片积灰、制冷剂不足等问题甚为普遍 ,比例高达７５%。其中 ,空气过滤网脏、皮带松将导致回风量减少 ,制冷量和能效比下降 ,而风量减小又会使湿热比下降 ,机组处于除湿工作状态 ,额外增加加湿能耗 ,蒸发器结冰现象就是由风量小造成的 ;冷凝器翅片积灰堵塞 ,…     

牵引变流器中IGBT模块的高效热管冷却系统设计

以高功率IGBT模块散热为主题,针对目前传统热管散热器(传统模组)存在的翅片均温性不佳、散热效率较低的问题,设计一款新型的热管分层嵌入式结构的散热器(新型模组),并通过Flotherm软件对在不同风速下其翅片与热源的温度场、模组的压力场及散热器的最大热阻进行了分析,并与传统模组进行了对比验证。结果表明：新型模组能够显著提升翅片的均温性及模组的散热效率,且最大热阻值平均降低了34%。在风速为10m/s时的情况下,IGBT芯片的温度最大值较传统模组降低了16.9℃,进而验证了新型模组的散热可行性,并为热管散热器的设计及改进提供了指导。     

大功率LED灯具散热器的优化设计研究

LED的散热性能对其寿命有至关重要的影响,而现阶段LED的散热器设计方法很多依靠的是经验值。本文针对这一问题,提出一种散热器的优化设计方法,该方法首先基于大量实验数据研究了散热器翅片单一因素（包括翅片高度、翅片间距、翅片厚度、底板厚度）对散热性能的影响,然后运用正交试验法,综合分析了各因素对散热性能的影响程度,最终得到了翅片参数的最优水平组合。最后本文利用此方法,设计了一款新的散热器,实验表明该LED灯源芯片温度降低,并计算了优化后翅片的效率。     

晶圆级封装的优化散热分析

通过有限元分析软件ANSYS,对一款晶圆级封装的产品进行有限元分析仿真,讨论了空气对流系数、环境温度、基板厚度、焊球间距等因素对芯片热阻的影响。结果表明:考虑成本、散热等综合因素,选择空气对流系数为25×10–6W/(mm·℃)基板厚度为0.10 mm、焊球间距为0.5 mm为最优参数,可满足实际生产需要。