基于电热模拟法的热管散热器传热研究与仿真

运用电热模拟法对一种热管式芯片散热器的各项传热热阻进行分析，建立了该热管散热器在强制风冷条件下的电网络传热模型，导出了总传热能力的理论计算公式；运用CFD软件ICEPAK对某一设计计算实例进行仿真，模拟结果与理论值基本吻合，验证了所建电网络模型的基本合理性。     

热管式CPU散热器总传热能力的研究

本文对一种热管式CPU散热器的传热机理、传热路线和各传热阶段的热阻进行了定性分析和定量分析，建立了该热管式散热器传热模型，导出了其总传热系统的计算式，并给出了计算实例。     

热管散热器在电力电子器件中的应用

传统散热器在散热能力上已很难满足电力电子元件工作频率和集成度不断提高其散热量急剧增加的要求,这将严重影响设备运行的稳定性,本文根据热管的工作原理,建立了热管应用于散热器的传热模型,分析了热管散热器的散热能力和安装、布置、运行等方面上的优势,新型热管散热器具有很好的应用前景。     

大功率LED冷却用平板热管散热器的实验研究

对一种新型平板热管散热器冷却大功率LED芯片阵列进行实验研究。在自然对流冷却条件下,分析了平板热管散热器的启动特性、均温特性以及通电电流、倾角对其传热性能的影响。利用热电转换方法得到LED芯片的结温变化。实验结果表明:平板热管散热器的总热阻在0.3053～0.3425℃/W间,且散热器整体温度分布均匀合理,具有很强的散热能力;LED结温在47.9～59.0℃间,远低于110℃。     

丝网热管换热性能的实验研究

为研究纳米流体工质的丝网热管的换热性能,制作了简单的丝网热管传热性能测试装置.实验采用SiO2纳米流体为工质,对在不同的充液率、浓度、热管倾角以及不同纳米颗粒粒径情况下丝网热管的热阻进行了研究.研究表明:丝网热管在充液率为60%、质量分数为1%、倾角为30°以及纳米粒径为30 nm时,换热性能处于最佳.研究结果为SiO2纳米流体工质在热管散热器中的运用提供理论依据.     

中压IGBT模块用热电制冷集成微型平板热管散热器的研究

为满足绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)模块散热器散热性能的要求,设计了一套用于中压IGBT模块散热的主动式散热器,以热电制冷器为核心,和微型平板热管热并联连接集成分离热通道散热器。基于一维稳态传热理论建立了分离热通道散热器的热阻网络模型,分析了该散热器在性能、经济方面比传统热电制冷散热器的优势。仿真结果表明,相比传统的径向热通道散热器,分离热通道散热器提高了热电制冷器的制冷系数,拥有更大的散热极限。与常规的水冷散热器对比结果表明,分离热通道散热器适用于高温环境的小功率场合。该研究成果为改进IGBT模块主动散热器性能提供了一定参考。     

重力型热管散热器传热特性的实验研究

孙志坚，王立新，王岩，吴存真，岑可法选择水作为工质，通过确定蒸发段和冷凝段的结构尺寸，设计研制了电子器件重力型热管散热器，建立了其传热性能测试实验平台，测试了在不同散热功率、进口风温和进口风速下热源表面的温度，比较并分析了测试结果.研究表明,重力型热管散热器具有良好的散热性能，可满足较高热流密度电子器件的冷却要求.性能测试台是改进散热器设计的重要手段，测试系统风速、风温及散热功率稳定，能达到设计时所要求的精度，为进一步研究重力型热管散热器的传热性能提供了实验基础.     

非规则截面散热板内嵌热管的传热能力分析

对一种空间实验装置中电子箱热控制系统的关键热控元件——散热板内嵌热管的传热能力进行了热分析计算.采用热容热阻网络法,建立了非规则截面槽道热管的传热模型,在传热网络分析的基础上,以热管No.21和热管No.22为例,选取空间实验装置在最热工况下稳定运行和最冷工况下从启动到稳定运行两种实验边界条件,计算了热管的传热能力,并与西班牙IberEspacio热管公司提供的传热极限数据进行了比较.结果表明,全部内嵌热管都能在传热极限范围内可靠运行,其中最热工况和最冷工况下热管的最大传热能力分别为工作温度41.7℃时的74.9W·m和-9.3℃时的69.6W·m.     

非规则截面散热板内嵌热管的传热能力分析

对一种空间实验装置中电子箱热控制系统的关键热控元件——散热板内嵌热管的传热能力进行了热分析计算．采用热容热阻网络法,建立了非规则截面槽道热管的传热模型,在传热网络分析的基础上,以热管No．21和热管No．22为例,选取空间实验装置在最热工况下稳定运行和最冷工况下从启动到稳定运行两种实验边界条件,计算了热管的传热能力,并与西班牙IberEspacio热管公司提供的传热极限数据进行了比较．结果表明,全部内嵌热管都能在传热极限范围内可靠运行,其中最热工况和最冷工况下热管的最大传热能力分别为工作温度41．7℃时的74．9W·m和-9．3℃时的69．6W·m．     

用于槽式太阳能电站的热管式集热器开发及传热分析

综合利用槽式聚焦型聚光镜和热管式真空管接收器的优越性,开发了一种槽式热管式太阳能集热器,给出了此新型集热器的结构设计。从光学和传热两方面考虑,建立了槽式热管式集热器集热模型,并建立了热管半壁受热的传热模型。对该集热器进行了传热分析和计算,推导出了槽式热管式集热器的集热效率计算公式,与实验室开发的CPC集热器进行了比较。结果表明,槽式热管式集热器效率远高于CPC集热器,最高可达75%,在工作流体温度上升至350℃以上时,因部分流体汽化使集热效率略微降低,仍可保持在70%左右。     

Thermal analysis of an innovative flat heat pipe radiator

An innovative flat heat pipe radiator was put forward, and it has the features of high efficiency of heat dissipation, compact construction, low thermal resistance, light weight, low cost, and anti-dust-deposition. The thermal analysis of the flat heat pipe radiator for cooling high-power light emitting diode (LED) array was conducted. The thermal characteristics of the flat heat pipe radiator under the different heat loads and incline angles were investigated experimentally in natural convection. An electro-thermal conversion method was used to measure the junction temperature of the LED chips. It is found that the integral temperature distribution of the flat heat pipe radiator is reasonable and uniform. The total thermal resistance of the flat heat pipe radiator varies in the range of 0.38–0.45 K/W. The junction temperatures of LED chips with the flat heat pipe radiator and with the aluminum board at the same forward current of 0.35 A are 52.5 and 75.2 °C, respectively.     

聚光光伏高能流密度不均匀传热的热管散热器设计与计算

考虑到聚光电池表面的高辐射能流密度,相应的热沉温度分布的不均匀性,以及传统热管散热的局限性,设计了一种特殊结构形式的热管组以用于聚光电池散热。通过对其进行数值计算,比较了在不同倾角下热管组的压力场、速度场、温度场、以及相体积分数的分布情况,并将该型热管与普通热管的计算结果相比较,发现该型热管在预防携带极限和干涸极限的发生方面确实要优于普通热管。设计的热管组在高辐射能流密度的条件,消融温度的不均匀性将会起到很好的效果。     

太阳能土壤源热泵蓄热过程中的数值模拟

建立了太阳能土壤源热泵系统蓄热过程的数学模型,在求解模型时考虑了换热器管壁和土壤的接触热阻,定义了一个综合换热系数;在蓄热量的计算上,把换热器沿深度方向上离散成M份,算出每段的蓄热量相价后得出总换热量。文中采用了有限单元法对地下垂直埋管周围土壤的非稳态温度场进行了数值模拟,分析了换热器周围土壤温度变化的规律。     

估算空间辐射器传热效率的平均法

为了对辐射器传热效率进行有效评估,从局部肋效率公式入手,通过肋根温度和等效热沉温度的平均,获得流体回路-热管混合式辐射器的系统传热效率的解析公式.与数值计算结果进行比对分析,证明两者的偏差小于7%.该公式避免了复杂的数值计算,可用在工程计算中对空间热辐射器的系统传热效率进行评估.     

同位素温差电源辐射器的散热特性研究

建立了同位素温差电源管肋式辐射器散热过程的耦合传热模型,采用热网络法结合蒙特卡罗法,数值模拟了辐射器的散热过程.分析了辐射器质量不变的条件下,肋片数、高度及表面发射率等参数的影响.研究结果表明,在管内第二类边界条件下,肋片数对辐射器散热性能的影响明显;肋片散热效率随表面发射率的增加而降低,随肋片高度的增加非单调变化,存在一最优值.     

间接空冷散热器空冷塔流动和传热的数值研究

依托实际工程项目,利用计算传热学(NHT)软件FLUENT,对自然通风状态下,某600 MW机组表面式间接空冷散热器空冷塔的流动和换热性能进行了数值模拟、分析和研究.确定了考核工况基准下,不同环境风速对空冷塔通风量和间接空冷散热器散热量的影响.模拟结果显示,随着环境风速的增加,空冷塔通风量和间接空冷散热器散热量减小.它为间接空冷系统的优化设计提供理论依据.