基于正交试验的液冷板散热性能的研究

根据电子设备工作时局部热耗过大的状况,设计了小通道液冷冷板。利用ICEPAK仿真软件,分别对小通道冷板和普通S型流道冷板进行散热性能研究,研究发现小通道冷板的散热效果明显优于普通S型流道冷板。对小通道结构参数（肋片间距、厚度）及进口处流量进行单因素分析,研究其对冷板散热性能的影响。通过正交试验的极差分析,各因素的影响顺序为：进口流量>肋片厚度>肋片间距。该分析结果为高功耗电子设备的散热设计提供理论参考。     

双层多形状支流道冷板的性能分析

针对某电子设备中航空雷达组件热流密度过高的散热问题,提出了一种新型的两进两出的水冷板设计.在保证仿真参数一致的情况下,利用ICEPAK数值模拟的方法,研究了矩形、圆形、梯形三种形状的单双层支流道对水冷板散热性能的影响.同时,对这六种方案进行了试验分析,验证了试验结果与ICEPAK仿真结果的一致性.研究结果表明:三种形状双层支流道的散热效果明显优于单层支流道;综合分析水冷板的散热效果和系统流阻,双层梯形支流道的散热性能最佳.     

某高效散热冷板的结构设计与优化

针对某电子设备出现的局部热流密度过高问题,提出了一种S型流道与翅片散热模块相结合的设计。利用ICEPAK仿真软件,分别对形状为矩形、梯形和三角形这三种内嵌翅片的S型流道进行热分析。同时,通过实验验证三种冷板的散热效果。研究显示:实验结果与仿真结果基本一致;翅片散热模块能明显改善冷板的散热性能;三角形翅片的散热效果最好,但在冷板表面均温性和流阻方面,梯形翅片的方案更优于其它两种翅片。在满足此次冷板热设计要求的前提下,综合分析比较,最终选择梯形翅片的S型流道结构。     

新型热管冷板一体化散热装置的设计与研究

为了有效解决电路芯片热量过高和温度分布不均匀的问题,结合热管强化传热技术与冷板强化散热技术的优点,研制了基于航空电子设备元器件安装空间尺寸的热管冷板散热装置。利用ICEPAK仿真软件对其进行了热仿真分析,通过比较仿真结果所示的温度云图,确定了热管在冷板上的最佳分布情况,并对冷板上的散热翅片进行优化设计。同时,对仿真结果进行了实验验证,结果表明:所设计的热管冷板散热性能和板面均温性良好,能较好地满足设计要求;ICEPAK热仿真软件计算结果与实验验证结果较为接近,在热设计阶段具有可行性。     

某微通道液冷板的结构设计与优化分析

这里以某雷达T/R组件的液冷散热为研究对象,提出了一种新型两进两出U型微通道液冷冷板设计。在保证计算机模拟参数不变的条件下,利用ICEPAK数值模拟的方法,通过分析比较仿真结果,对原单层支流道的冷板进行结构优化,引入双层微通道支流道设计理念。同时,对这两种总体方案进行试验验证,试验结果与ICEPAK仿真结果基本一致。研究结果表明：双层微通道流道的引入显著改善了冷板的散热性能;综合分析液冷板散热效果和进出口冷却液压差,最终选定双层梯形微通道流道设计方案。     

一种特殊水冷板的工艺设计与实施

根据水冷板生产任务的要求,结合某公司车间现有的设备,对水冷板工艺流程和相应工装进行了详细设计,经过车间的生产验证,水冷板工艺流程和工装设计合理可行,具有指导性,对保证产品精度和质量起到了关键作用,使车间在现有条件下具有了水冷板批量生产的能力     

某微通道液冷板的性能分析与优化

针对电子设备工作时局部温度过高问题,提出了翅柱与流道相结合的结构设计。分别将平行四边形翅柱、沙漏型翅柱、双层平行四边形翅柱内置于流道中,保证相同的流道截面积、冷却液进口流量与温度,借助仿真软件ICEPAK分别对这三种液冷板的散热性能进行仿真分析,并利用试验来加以验证仿真结果的可靠性。结果表明：三种优化后的冷板散热性能都优于常规通道冷板。其中,平行四边形翅柱冷板散热性能最差;双层平行四边形翅柱冷板散热性能最好,但流阻较大;沙漏型翅柱冷板散热性能适中,流阻明显小于前两者。     

基于Icepak 的水冷板散热器性能研究

文中采用Icepak 数值模拟的方法,研究不同结构形式的水冷板散热器的换热性能与压力损失,分析了并联流道截面积、流道布局对换热性能与压力损失的影响。结果表明:并联形式的水冷板散热器3的换热性能最好,且压力损失适中。当分流道截面积逐渐增大时,水冷板散热器3 的换热性能及压力损失逐渐降低。而当分流支路当量直径较大时,主管路的压力损失占主导,各分流支路流量受主管路压力损失控制,则此时各分流支路的流量分配不均匀,越远离入口处的分流支路流量越小。     

电子束毛化冷板散热性能优化设计

电子束“毛化”技术是一种新型表面处理技术。将电子束表面毛化技术应用于液冷冷板,其毛化阵列结构能有效提高冷板流道表面散热面积,同时加强流体的扰动,在提高冷板散热性能上有较大潜力。文中以铝合金电子束毛化冷板为研究对象,通过实验测试和数值仿真研究不同毛化柱结构参数和阵列间距对散热的影响。研究结果表明,电子束毛化冷板在高热流密度、小流量工况下可将散热能力提升10% 以上。该实验和仿真结果可用于电子束毛化冷板优化设计。     

大功率紫外LED水冷设计及模拟优化

半导体器件追求大功率和体积小型化的同时,半导体芯片的散热成为制约其可靠性和稳定性的重要因素,如果不能及时的将芯片产生的热量传导出去,会导致其性能下降,寿命缩短,甚至造成永久性破坏。设计的紫外LED水冷板散热模型,首先通过计算得出芯片温度的理论结果,再应用Fluent软件模拟分析水冷板芯片的温度场、板面温度和压降等重要参数,最后计算和仿真结果相互验证。结果表明:该水冷板模型设计合理,能够满足半导体芯片的降温要求,并且保证了芯片内部温度的均匀性,有利于半导体器件高效稳定的运行。     

微通道冷板的加工工艺及散热性能研究

文中阐述了微通道冷板的结构设计原则,给出了一种适用于微通道冷板的机械加工及焊接工艺方案.对冷板试验样件进行了焊接质量、密封性及强度检测试验,确定了其结构设计变量的合理取值.通过对比两种工艺性结构形式下冷板试验样件的散热性能数据,得到了微通道冷板焊接方案的选用方法,相关结论可为同类型的冷板设计提供工程设计参考.     

高功率雷达冷板的流动性及散热性研究

针对某型雷达高功率且热流密度大模块,采用液冷强迫对流方式解决系统散热问题,分析了影响液冷冷板流量分布特性和散热特性的因素;基于搅拌摩擦焊技术的复杂流道焊接工艺,提出了三种流道结构形式冷板。依据单一变量原则,分别以流道宽度、深度、冷却液等效入口流速为变量,对不同流道结构冷板进行流动性及散热性研究,试验表明了为提高冷板流动性能和散热性能,应综合考虑冷板流道宽度、深度、冷却剂流速等因素影响;另外,O型结构冷板的综合流动性能和散热性能优于其他两种结构形式冷板。     

3D打印点阵相变冷板综合性能研究

3D打印技术为冷板的设计和生产提供了新的可能性。文中基于激光选区熔化（Selective Laser Melting,SLM）技术设计了一种点阵填充内部腔体的相变冷板。为验证点阵相变冷板的储热性能和力学性能,首先通过数值仿真,研究了4种不同尺度、不同形式的点阵结构对储热性能的影响规律,并选出了最佳的点阵结构;然后采用SLM技术成形了试验件;最后通过升温试验,对比了不同热耗下点阵冷板与传统冷板的储热性能差异,通过随机振动试验和冲击试验,研究了点阵冷板的力学性能。结果表明：在不同形式的点阵结构中,4 mm十二边形点阵具有最好的储热性能;相比于传统冷板,点阵冷板可减重13.8%,灌注石蜡增加了12.2%;点阵冷板有更好的储热性能,总热耗为160 W时,升温至105.3℃,点阵冷板可延后6.8%。     

两相流冷板流道除水烘干工艺研究

与传统液冷系统相比,两相流冷却系统在冷板流道多余物控制上,除了不能有金属切屑、油污等杂质外,还增加了除水要求,防止低温环境下水结冰堵塞流道。冷板流道布局复杂且存在盲区,除水难度极大。文中针对两相流冷板除水烘干工艺进行了重点研究,采用加热升温与抽真空相结合的工艺措施使冷板流道内的残留水持续沸腾汽化以达到除水目的,并通过理论研究与试验分析将工艺参数固化。试验结果表明,该工艺方法可行,且能有效提高产品两相流冷却系统的整体可靠性。     

液冷冷板散热翅片形状与排布研究

针对密集多热源电子设备发热量大散热困难的问题,设计了一种带翅片的液冷冷板。采用理论计算与ICEPAK热仿真结合的分析方法,研究了7种带有不同形状、不同排布方式的翅片的冷板,对冷板及冷板上热源的温度情况,冷板内流道中冷却液的流动情况进行分析,并通过试验的方法对仿真结果加以验证。研究表明:具有交错排列的菱形翅片冷板可以有效地防止冷板流道内形成流动边界层,破坏长距离流动形成"入口效应",与其他形式翅片冷板相比具有更好的散热性能;随着冷却液流量的增加,交错排列菱形翅片冷板的散热性能优势更突出。     

微通道液冷冷板设计与优化

通过对系列尺寸微通道冷板进行分析比较,以及试验验证,得到了微通道冷板基础性的设计数据。通过对微通道冷板研究获得如下结论：1）通道宽度同换热性能密切相关,随着通道宽度尺寸的缩小,换热系数增大;2）微通道冷板的设计中,通道占空比对换热性能有较大影响。以换热系数进行比较,在占空比为20％时,换热性能最佳;3）若不计冷板体积的影响,微通道冷板中槽道的高宽比越大,换热性能越好。     

机载大长宽比风冷均温冷板优化设计

大长宽比冷板在机载电子设备中应用广泛。文中在现有风冷散热技术的基础上,同时采用均温板技术和非连续流道技术设计了一种全新的大长宽比机载风冷均温冷板。对该风冷均温冷板进行了数值仿真分析,并与普通的风冷散热冷板进行了对比。同时,对其进行了散热试验,并与数值仿真结果进行了进一步对比分析。结果表明,该风冷散热冷板具有2 个特点:对冷却风资源利用充分,因而散热效率较高;工作时表面的温度一致性较好。     

并联U型通道冷板冷却动力电池的换热特性

温度对锂离子动力电池性能有显著影响。本文提出的并联U型通道冷板,具有换热均匀性良好的特点,在动力电池等发热设备冷却方面具有优势。通过数值方法模拟了并联U型通道冷板的换热效果,结果表明,在不同流速下,并联U型通道冷板的温度标准差都小于1,证明其温度分布相当均匀;在较高和较宽的热流密度条件下,并联U型通道冷板保持了较好的换热特性一致性及换热均匀性。     

某高热流密度冷板的设计与优化

某吸收电阻模块发热功率大且热流密度高,冷却系统的设计既是重点也是难点,冷却系统的好坏直接关系到模块能否正常工作。文中探讨了某高热流密度与大发热功率并存的散热问题,选择强迫液冷作为其冷却方式。通过仿真分析对冷板结构进行不断的优化,通过增加散热齿并改变散热齿结构,使冷板满足器件散热需求。运用ANSYS模拟了冷板盖板不同结构形式的密封性能,通过采用有筋的不锈钢盖板,可取得良好的密封性能,缩短冷板加工周期并降低成本。装机后对该冷板的实物测试证明了该冷板的可行性。     

LED液冷设计及其小型化控制系统研究

文中为解决大功率发光二级管(Light-emitting Diode,LED)高热流密度及散热不均的问题,设计了仿剑麻形、蛛网形和方形直流道3种拓扑结构冷板.利用热设计仿真分析了3种结构的散热性能,结果发现仿剑麻形流道冷板的散热性能最佳,压降最小.实验测试证实仿剑麻形结构的均温性很好.同时,为了实时监控大功率LED等热...