微/小通道冷却技术的工程化应用

微/小通道冷却是工程领域应对电子设备"热障"的最重要的强化传热技术之一。文中阐述了微/小通道冷却技术的概念和原理以及微尺度流动、对流传热的微尺度效应和入口段效应,并详细讨论了开展微/小通道冷却技术工程化研究的若干关键问题,从而澄清了微/小通道冷却技术在目前阶段工程化应用方面的思路,为开展微/小通道换热器的工程研究和设计提供了有益的帮助。     

一种刀具内循环冷却机构的研发

介绍一种旋转切削内循环冷却方式,即冷却液从主轴尾部旋转接头进入内冷通道对刀具进行冷却,而冷却后的冷却液从主轴的另一个通道流进冷却箱进行冷却。经实际加工验证,该冷却机构效果良好。     

梯形带肋通道内空气流动与换热特性数值研究

带肋扰流冷却是航空发动机涡轮叶片内部冷却的一种主要冷却方式。采用CFX等计算流体动力学软件,通过气热耦合数值模拟方法,对比分析了梯形冷却通道和矩形冷却通道内空气的流动和换热特性,研究了雷诺数(Re=10 000~30 000)和肋角度(30°、45°、60°和90°)对梯形带肋通道内空气流动及换热特性的影响。     

重燃透平叶片真实内部冷却通道的传热特性研究

本文针对重燃叶片真实冷却通道开展传热特性研究。实验模型由前缘、中弦、尾缘三部分通道组成。前缘通道为类三角形截面带肋直通道;中弦通道为带肋蛇形通道;尾缘通道为带肋蛇形通道和相连的柱肋区域。实验在进口雷诺数为30000,40000,50000下进行,利用瞬态液晶测量技术获得通道表面的详细传热分布。结果表明：通道压力面与吸力面的结构差异使三通道的压力面的传热效果均强于吸力面;前缘通道气膜孔出流,导致通道末段传热降低明显;上游冷却单元的流动与下游冷却单元的传热关联性较高,尾缘通道第三通道横向二次流剧烈的区域,其相邻柱肋区域的传热也较高。     

带冷却装置的车刀

<正> 采用带冷却装置的车刀是提高轧制轴切削加工生产率的措施之一。它由作成蛇形管式的内通道3的刀杆2和敞开的小断面通道6、金属管接头1、压板4、螺钉7和硬质合金刀片5组成(见图)。采用水作为润滑冷却液,通过通道3经过通道6流经并冷却硬质合金刀片表     

燃机叶片U带肋冷却通道的结构优化

内部对流冷却是燃气轮机叶片冷却的重要组成部分之一。基于代理模型和遗传算法,以带肋U形通道肋片角度,肋片方向和肋片距离作为变量对带肋通道中的肋片角度,朝向和相对位置进行优化,以改善整个通道的换热和流动性能。相比于对照通道,第2直通道换热功率最高提高了18.5%,摩擦因子最大降低幅度为28.6%。     

瓦尔特新型精密内冷刀具系列

正瓦尔特推出新型精密内冷系统刀具——Walter Capto(C4-C6)和Walter ISO车刀杆。其特别之处在于拥有精密的双冷却通道,冷却液可直达前刀面的切削刃以及后刀面切屑下方。由于切削温度在这两个区域最高,刀具冷却距离设计更短,因此冷却效果更明显。该刀具的另一个优势是,由于具有两个精密冷却通道——前刀面和后刀面通道,刀     

浅述对流与辐射散热对定型模冷却系统设计的影响

本文从热力学的角度,对异型材挤出定型模的冷却热平衡进行了浅析,提出在定型模冷却通道设计时,应充分考虑对流散热及辐射散热对冷却系统尺寸确定的影响。从而较为准确的确定冷却通道长度,达到提高冷却效率、保证型材质量的目的。     

浅述对流与辐射散热对定型模冷却系统设计的影响

本文从热力学的角度，对异型材挤出定型模的冷却热平衡进行了浅析，提出在定型模冷却通道设计时，应充分考虑对流散热及辐射散热对冷却系统尺寸确定的影响。从而较为准确的确定冷却通道长度，达到提高冷却效率、保证型材质量的目的。     

通道形状对活塞冷却油腔内工作流体阻力及流动特性的影响

为揭示通道形状对活塞冷却油腔内工作流体的阻力及流动特性的影响,将冷却油腔的直壁通道改为波壁通道,并采用压力差和可视化的方法对通道内工作流体的阻力及流动特性展开了实验研究。压力差实验结果表明,与水在直壁通道内的流动相比,水在波壁通道内层湍转捩点大大提前,将非牛顿流体替换水作为工作流体后,层湍转捩点再次提前;可视化实验结果表明,波壁通道内工作流体在雷诺数较低时就可呈现不稳定流动形态。为在较低雷诺数下继续强化活塞冷却油腔内的热质传递,进一步开展了脉动流场下非牛顿流体在波壁通道内的流动特性实验和数值模拟研究,结果表明：脉动流场的操作参数对波壁通道内非牛顿流体的流动不稳定率有较大影响,且影响了通道内非牛顿流体的质量传递。     

微通道液冷冷板矩形槽道铣削工艺实验研究

随着电子器件集成化、小型化的发展,电子设备封装密度增大、体积缩小,热流密度急剧增加,对冷却技术提出了更高的要求。微通道液冷系统能够大幅度提升设备冷却能力,满足电子设备日益增长的冷却需求。目前微通道加工的主流方法是高速铣削,然而微通道具有肋片宽度窄、通道直径小、通道高宽比大的特点,切削加工效率低下,且容易造成刀具折断。针对以上问题,分别选择0.2mm、0.3mm、0.4 mm和0.5 mm宽的微小槽道进行加工实验,并在不同切削参数组合下进行微通道铣削。通过切削实验和可行的微通道加工尺寸方案和刀具不折断条件下的合理切削参数,提高了微通道加工效率。     

LAMOST围挡通道采用导热管冷却的热场计算与分析

运用热分析软件Icepak对望远镜LAMOST的圆顶围挡通道进行了热计算,提出了采用导热管冷却的方案,并着重对比分析了设置导热管后在围挡通道中通自然风和冷却风这两种不同状态下的温度场分布。通过数值计算与仿真显示了不同状态下的温度场的变化规律,这些数值分析结果显示了采用导热管的冷却效果明显好于风扇冷却的效果。这些大量的计算与分析为望远镜圆顶视宁度研究及LAMOST圆顶设计提供了理论依据与参考。     

树形微通道热沉仿生建模及三维热流特性数值分析

对几种典型树叶进行参数测量,获得了各级叶脉直径、交角值及直径比例关系,在此基础上建立了树形微通道热沉的CAD模型,并对不同分形级数的双层微通道系统内的温度和流动特性分布进行了数值分析。结果表明,树形微通道具有更好的均温性,7级分形的树形微通道与6级和8级分形的树形微通道相比,所冷却芯片的温度更低,压降更小,具有更好的冷却效果。     

基于CFD的直槽钻冷却通道流场仿真分析

建立了直槽钻冷却通道流场的CFD仿真模型,对不同油孔结构直槽钻加工的冷却效果进行了数值模拟和试验验证。结果表明:在一定条件下,内冷孔孔径越大,油孔圆心连线与前刀面夹角越小的结构冷却效果越好,反之,冷却效果越差。     

排尘孔涡轮冷却叶片叶顶流动与传热研究

涡轮叶片叶顶排尘孔用于清除冷气中掺杂的尘粒,以保证气膜孔和冲击孔的可靠工作,但排尘孔射流引起叶顶流动和传热问题。采用参数化方法建立有、无排尘孔涡轮冷却叶片几何模型,基于包含叶片主体、主燃气通道和三腔回流式内冷却通道的全局模型,采用流热耦合数值分析,开展排尘孔对涡轮冷却叶片叶顶流动与传热问题的初步研究。研究结果表明,对比有、无排尘孔叶片,排尘孔射流可降低叶顶平均温度约25 K;冷却通道对流换热作用和叶顶排尘孔射流可使叶顶平面降温400～600 K,冷却效果与冷却通道冷气流量和尘孔结构在叶顶位置相关;排尘孔叶顶射流对叶顶间隙高温燃气泄漏具有阻碍作用,可以提高叶片总压恢复系数约0.5%～1.5%,随着冷气流量的增大,这种作用增强;尘孔结构设计应兼顾射流对叶顶流动与传热的共同影响。     

用于高功率二极管激光器散热的变截面微通道数值模拟与性能分析

对一种屋脊式变截面微通道冷却器中的微通道进行了分析,采用Fluent 6.1软件对其中的流体流动和传热进行了数值模拟,并分析了流速、微通道入口大小对冷却性能的影响.     

旋转燃烧室冷却结构设计研究

针对新型旋转燃烧室的传热与冷却问题进行了深入研究。根据燃烧室的热传导特点,列出其热传导微分方程,讨论了传热问题的边界条件,使用有限元方法对燃烧室壁进行了温度场和应力场计算,结合实验修正取得了各个冷却通道之间的换热量及换热系数。在此基础上提出了双层螺旋通道的冷却方案。分析计算结果与实验结果相吻合。     

基于序列二次规划理论传动系统中的非对称式盘式制动器制动尖叫研究

为了深入研究盘式制动器在传动系统制动过程中的尖叫问题,通过在制动盘中引入非对称冷却通道概念,采用序列二次规划优化算法,建立相关约束条件,将由优化理论得到的非对称冷却通道几何数据引入盘式制动器制动尖叫预测模型中,分析尖叫相关特性变化规律并根据计算数据建立相关模型进行试验验证。研究结果表明,将非对称冷却通道参数引入模型后有效的将特征频率进行分离,明显抑制制动尖叫现象;序列二次规划优化算法对于计算盘式制动器非对称冷却通道几何参数问题具有良好的稳定性和准确性,能够准确为设计提供依据;通过将优化前后的盘式制动器进行试验,试验结果与仿真结果贴合度高,验证了非对称式盘式制动器对于抑制制动尖叫具有重要作用。     

矿用防爆电动机冷却通道数值模拟

以防爆电动机温度场对电动机的性能影响为研究对象,应用Design Model建模软件对矿用防爆电动机的外壳与冷却通道进行三维建模,采用Meshing对模型进行高精度网格划分,最后导入商用流体动力学软件CFX,以热流为边界条件,对防爆电动机的冷却水通道进行三维的热流耦合数值模拟,得到了电动机冷却通道内冷却水特性、电动机外壳整体温度分布,并通过红外温度测量仪测量电动机外壳温度验证了数值模拟的可靠性。所得结论为电动机冷却通道的前期设计与优化提供了理论参考。     

几何参数对层板冷却性能影响的数值模拟研究

对12种不同几何结构尺寸的层板进行了系统的耦合传热数值计算，研究了通道高度、扰流柱直径、孔间距与孔径比等几何参数对层板冷却效果的影响。结果表明，在相同的冷气密流条件下，减小通道高度可显著提高冷却效果，孔间距对冷却效果影响不大。这里的结果可为层板的优化设计提供参考。