机载机箱液冷与风冷技术的散热性能对比研究

随着机载机箱内部的热密度越来越高以及安装空间的有限性,对机箱的散热性能和外形尺寸也提出了更高的要求。首先分析了强迫风冷的散热方式,其次运用Flotherm软件对液冷机箱的散热性能进行了仿真验证,结果表明液冷机箱能更好地满足高热流密度的散热要求和结构外形要求。     

一款液冷机箱的散热结构设计与分析应用

针对高温、高湿、高盐雾的海洋恶劣环境及发热量较大等工作情况，详细介绍了一款强迫液冷散热方式机箱。首先介绍了液冷机箱总体设计，然后分别阐述了模块整体结构设计、子卡冷板结构设计、子卡均温板结构设计，再对机箱箱体散热设计进行了研究，最后对液冷机箱进行了热仿真分析，对强迫液冷散热方式机箱的设计具有良好的借鉴意义。     

某新型液冷机箱热设计的数值研究

针对目前机箱整体散热性能较差的问题,根据机箱内部安装插件热耗的不同,采用新型并联S型流道液冷散热模式。通过在冷板合适位置布置散热翅片,优化了流道的结构形式,成功设计了一款新型液冷机箱。利用数值模拟与试验相结合的方法对机箱散热性能进行分析,结果表明,新型并联S型流道设计改善了流道流场,提高了上、下冷板的传热系数,使机箱的整体散热能力得到了有效增强。同时,该机箱将三维立体流道降为二维平面流道,成型简单可靠,从而使机箱具有更高的环境适应性。通过热设计分析可知,该液冷机箱可容纳多个高热流密度的插件,具有一定的工程应用价值。     

立体流道互联液冷机箱设计

文中对液冷机箱进行创新设计,以满足机载电子设备在刚强度、散热能力和维修性等方面越来越高的要求。通过材料/ 工艺方法选型、冷板尺寸公差的计算和分配、双层立体流道的结构及热设计、人因工效设计等方法设计了一种立体流道互联的新型液冷机箱。经过仿真及试验验证,该液冷机箱的刚强度和散热能力满足要求,且维修性良好。通过立体流道互联液冷机箱设计,扩大了液冷机箱的应用范围,提高了机载电子设备的通用性。     

一种航空液冷机箱集成制造工艺技术

文中以一种兼有“蛇形水道”和“深孔水道”的航空液冷机箱作为实例,进行集成制造工艺研究.从工艺方法选择、材料选择及工艺流程三个方面进行论述,确定水道和机箱成形工艺方案.对总体工艺方案、水道成形工艺方案、机箱成形工艺方案等方面中的关键工艺技术进行了详细分析,针对研制过程中出现的问题,提出了具体有效的解决方案.通过对研制结果的分析,验证了上述工艺方案的可行性.     

电子吊舱液冷系统指标匹配研究

对某电子吊舱液冷系统展开研究，提出一种液冷系统指标匹配设计流程及方法，依据循环系统流程设计、管网设置以及设备布局设计，完成供液流量、系统流阻和液体容积等指标分配。通过理论计算与CFD数值仿真相结合的方式对液冷系统指标进行匹配设计，并完成指标测试。结果表明，电子吊舱液冷指标匹配设计方法具有较好的通用性，可有效完成电子吊舱的液冷系统指标分配、计算及测试，可为同类液冷系统设计提供参考。     

某数字T/R组件微通道液冷冷板的热设计

文中针对某大功率数字T/R组件局部热流密度较高的特点,提出了微通道散热模块与蛇形流道相结合的散热方式,设计了带有微通道模块的液冷冷板,通过仿真分析优化了微通道模块的几何参数,并验证了液冷冷板的散热效果。结果表明：微通道模块对散热效果改善明显,可保障电子元件工作在允许的温度范围内。该设计方式值得在局部热流密度过高的液冷冷板设计中推广应用。     

某风冷机箱的优化设计与分析

文中设计了一种用于电子器件散热的风冷机箱,通过在机箱内部设置翅片、热扩展板等方式强化散热效果,建立了机箱内部流动与传热的三维理论模型,计算分析了引流板角度、引流板长度、翅片结构、风速等因素对电子器件散热的影响.结果显示,风速由1 m/s提升到3 m/s后,机箱内最高节点温度降低了约30 ℃;而引流板长度在150 mm,偏转角度120°时,机箱节点温度最低,为61.6 ℃.因此,引流板长度、角度的增大及风速的提高有助于机箱散热,翅片和热扩展板的设置也可使得散热效果得到增强.     

高集成电路模块的高速空气射流冷却技术研究

高集成电路模块具有结构紧凑、组装密度大、体积热流密度高、热设计空间小的特点,无法采用常规风冷或常规液冷的冷却方式。针对这一特点,文中提出了一种高速空气射流冷却方法,并结合仿真与试验进行研究。结果表明,该冷却方式能够解决高集成电路模块的热设计问题,为其他类似电子器件的散热问题提供了参考。     

一种基于LRM模块的液冷机箱设计

液冷技术产品具有散热好、噪声低和灰尘少等优点,然而,高成本、难维护等问题限制了液冷技术类产品的推广普及。针对上述问题,研究设计了一种基于LRM模块的液冷机箱产品。对液冷机箱产品的工作原理、技术指标和环境适应性要求进行了研究,论证了液冷机箱设计方案的可行性。经过对比分析可知,该产品较其他同类产品具有低成本、易维护的优点,并通过8类试验证明了该产品的有效性,进一步推动了液冷技术类产品的发展与普及。     

多结构形式小通道液冷板散热性能对比研究

小通道冷板作为一种有效的热控装置,已被广泛应用于高热流密度电子器件的热管理领域。文中以通道特征尺寸为2 mm 的串行、并行以及射流冲击/小通道混合液冷板为研究对象,旨在获取这3种结构形式冷板的极限散热能力和流动阻力损失的差异。研究结果表明：在相同冷却工质流量条件下,3种冷板的散热功率由大到小依次为串行通道、并行通道、射流冲击/小通道混合液冷板;串行通道冷板的板内阻力损失明显大于其余两者;在综合考虑压力损失和散热性能的基础上,根据不同热源热流密度条件选择合适的冷板结构,有望满足特定应用的需求。该研究可供小通道液冷板的设计和优化参考。     

雷达制导部件高热流密度组件散热技术

随着军用电子器件和微波器件的发展,高功率密度器件在军用电子装备上得到更为广泛的应用。军用电子装备的功率密度越来越大,对散热技术的要求也越来越高。文中针对弹载雷达高热流密度组件的散热问题,论述了一种基于均温板的强迫液冷散热方法,并对设计分别进行了120 s时瞬态分析和稳态分析。分析结果表明,高热流密度芯片能够正常工作,可以保证弹载雷达制导部件的工作要求和连续性测试需求。     

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。     

某高热耗及高热流密度风冷散热热设计与优化

随着大功率器件的普及,单点热耗高且热流密度大的问题越发突出。以往的解决方法都采用液冷散热,但液冷散热相较于风冷散热存在设备量大、成本高等缺点。文中探讨采用风冷散热解决单点热耗高且热流密度大的问题,使风冷散热方式在高热耗、高热流密度工程上得到应用。通过仿真分析,采用蒸汽腔（Vapor Chamber, VC）均温板并进行风冷冷板结构参数优化,达到减小传热路径上各热阻的目的,从而设计出了满足散热要求的风冷冷板。装机后对实物进行测试,验证了风冷散热在高热耗、高热流密度散热问题上的可行性。     

某雷达电子机箱的散热分析

文中首先根据经验初步选取自然散热方式对某雷达电子机箱进行了散热设计,并采用 Icepak 软件进行了仿真计算。 结果表明,热平衡后电子机箱发热部件的最高工作温度达 110 ℃,超过了允许工 作温度,无法满足散热要求。 随后采用强迫风冷方式进行了散热优化设计。 仿真结果表明,热平衡后电 子机箱发热部件的最高温度降至 87 ℃以下,可以满足机箱正常工作的要求。     

小型液冷系统设计

随着机载电子设备的性能指标不断提高,功耗也在不断增大,液冷散热技术越来越多地应用于机载电子设备,液冷系统的小型化要求十分迫切。文中将液冷系统设计在一个标准1A TR机箱内,对液冷系统各组成部分的小型化进行了探讨。测试了小型液冷系统的散热性能,实现了对高热流密度元器件的温度控制。为后续电子设备液冷系统高效散热及小型化设计提供参考。     

便携式小型化信号处理机箱散热设计

为解决某舰载便携式小型化高性能信号处理设备的高热流密度散热问题,文中采用基于热管的高效热传导加强迫风冷的综合散热方式,结合整机结构设计、模块冷板设计、均温隔板设计及风扇选型计算等,研制了一款加固型密闭式机箱。采用Flotherm 仿真软件建立模型开展热仿真,并进行了高温+50 ℃ 满载工作测试。结果表明,该机箱设计可满足便携式小型化高性能信号处理设备的散热需求以及功率为100 W、芯片封装级热流密度达30 W/cm² 的单模块的散热需求,为同类加固型密闭式机箱的设计提供了较好的参考。     

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。     

某机载雷达的结构及散热设计

文中针对机载电子设备的环境特点,开展了密闭式机箱的热设计工作,重点在于降低插件导冷板的板内横向传导热阻和机箱侧壁风道的对流热阻.仿真分析和试验测试均证实,热设计能够保证机箱内电子设备在高温工况下正常工作.在密闭式机箱散热过程中,冷却空气与电子器件不直接接触,因而在解决散热问题的同时,也提高了机箱的环境适应性,尤其适用于机载电子设备.而人工石墨贴片则适用于以导热为主要散热措施的场合,用于解决集中热源的散热问题.     

某模块化机箱结构性能耦合仿真及优化设计

随着预警机类复杂电子装备功能性能需求的持续提升,模块化机箱成为其主要产品形态。在实际工作中模块化机箱受到结构强度、散热和电磁屏蔽三方面的约束,且由于集成度高,结构、热、电磁耦合问题非常严重。文中为解决预警机装备研制中模块化机箱多场耦合问题,以某液冷模块化机箱为研究对象,对其位移、温度、电磁三场耦合情况进行了分析,根据机箱结构特点和耦合关系,明确机箱结构参数、约束条件和优化目标,并开展了结构-热-电磁耦合仿真及优化设计,给出了优化结果,并经过了试验验证。文中提到的方法可行,为模块化机箱和其他高度集成的电子装备/电子设备的优化设计提供了技术途径。