翅片热板散热器的传热研究

在已设计的翅片热板散热器基础上进行了传热性能实验,对于充装不同工质、工质充装量、翅片热板散热器的工作方式等因素都进行了较深入的传热测试,分析这些因素对翅片热板散热器传热性能的影响.同时对翅片热板散热器的瞬态和稳态传热性能也进行了实验测试,分析了瞬态、稳态表面温度变化曲线,并进行了传热性能比较分析,讨论了工质充装量、倾斜角度等对翅片热板散热器传热性能的影响.     

翅片热板散热器的传热数值模拟研究

采用有限元法,应用ANSYS软件的热分析功能对翅片热板散热器的传热性能进行了数值模拟,并计算出该散热器表面的瞬态温度变化曲线,与实验测试结果吻合得较好.最后的研究结果表明:所研制的新型功率电子元器件翅片热板散热器散热性能良好,具有良好的启动性能和等温性能.     

多孔丝网作两相毛细泵环毛细芯的研究

建立了一套毛细泵环路热管及其性能测试系统,采用不同多孔丝网构成了3种毛细芯,在以水为工质的毛细泵环路热管运行中做了实验.实验表明复合芯的热阻比单一丝网的热阻小8%,复合芯的传热极限比单一丝网的传热极限高3% .因此丝网毛细芯的结构对CPL传热性能有较大影响,采用复合毛细芯可以得到较好的传热性能.     

多尺度复合结构多孔芯热管的制备及其传热特性

根据热管各部分的功能差异,以纳米多孔铜粉和不规则铜粉为原料,设计并制备了一种新型多尺度复合结构多孔芯热管;该热管蒸发段多孔芯为两层结构,管壁侧为由纳米多孔铜粉烧结而成的小孔隙层,工质腔侧为由不规则铜粉烧结而成的大孔隙层,绝热段和冷凝段多孔芯则均为由不规则铜粉烧结而成的大孔隙层。采用自组装的传热性能测试装置研究了热管的传热性能。结果表明：多尺度复合结构多孔芯的小孔隙层可以提供较高的毛细力,大孔隙层可以提供较大的工质流动通道,从而提升热管传热能力;与单层均匀多孔芯热管相比,多尺度复合结构多孔芯热管表现出了更高的抗重力传热能力,在完全抗重力条件下(倾斜角度为90°)的传热极限功率高达90 W,比由纳米多孔铜粉和不规则铜粉烧结而成的单层均匀多孔芯热管分别提升了2.9倍和2.3倍。     

板壳式换热器壳程传热性能分析

针对一种波纹板式换热器,改变其板束放置方式和折流板切口方向建立4种不同结构实验模型。利用Fluent分析壳程流体传热性能,得出板束竖直放置—折流板水平切口模型换热器压降ΔP最小;忽略压降损失时板束竖直放置—折流板垂直切口模型换热器的对流传热系数ho最高;在综合考虑的情况下,前者ho/ΔP最高,传热性能比其他模型增高40%以上,该实验对同类产品设计研究可提供理论参考。     

汽车散热器的优化设计及传热性能分析的研究

随着科学技术和汽车工业的蓬勃发展,对发动机散热器的性能的要求也越来越高,目前百叶窗的管带式汽车散热器得到普遍的应用,在保证散热器具有足够的散热性能的前提下,体积小,耗材要少,效率更高成为散热器发展的必然趋势,我公司是根据理论分析和在实际工作中的实验数据及新材料的不断涌现,建立管带式散热器传热与阻力预测模型.在满足传热和阻力的要求下,提出了散热器芯体结构参数优化的方案,以达到减少耗材和降低厂家生产成本的目标.最后形成管带式散热器设计、校核、优化一体的设计分析.散热器的传热与流动阻力计算程序,计算结果与实验数据在常规工况范围内基本吻合.运用图解的方法分析了散热器结构参数与材质对散热器流动阻力与散热性能的影响.     

铝基均热板散热性能试验对比研究

铝基均热板作为一种新型高效散热设备,具有重量轻、体积小、均温性良好等优点,在嵌入式计算机领域具有很好的应用前景。文中基于嵌入式计算机中大量使用的国产处理器主板,开展了均热板散热盒、热管散热盒和铝合金散热盒在不同工况下的散热性能试验对比研究。测试结果表明,针对单国产处理器主板,热管散热盒的散热性能最好,铝基均热板的散热性能略差,但相对于铝合金散热盒,二者具有很大优势。     

锥形毛细芯平板热管传热特性研究

随着机械电子设备的不断发展,热管理问题面临越来越严重的挑战,为解决此问题,根据仿生学原理,以天鹅绒竹芋表面微观凸起结构为设计依据,以纳米尺度铜粉为材料烧结制备锥形毛细芯,构造新型平板热管,并以去离子水为工质对其热性能进行研究。研究加热功率、平板热管放置角度及毛细芯氧化与未氧化等因素对平板热管传热特性的影响。结果表明,由于锥形毛细芯多尺度孔隙结构的存在,不仅实现蒸汽从大尺度孔隙逸出,液体从小孔隙吸入,而且缩短了液体流动路径,减小了流动阻力,同时扩大了换热面积,因此大大提高了平板热管的传热性能。锥形毛细芯平板热管具有较好的传热性能及抗重力特性。毛细芯经氧化处理后可显著减小平板热管的换热热阻,提高平板热管的传热性能,在热流密度为107.1 W/cm2时,其总热阻最小值为0.079 K/W。     

基于计算流体动力学的板翅式散热器传热性能研究

为了提高板翅式散热器的传热性能,采用遗传算法对锯齿翅片的结构参数进行了多目标优化。根据优化结果建立了散热器单元流道三维物理模型,采用计算流体动力学的方法对其温度场进行了仿真研究,得到了新翅片的传热因子、摩擦因子和综合性能评价因子。仿真结果表明:优化后翅片的传热性能得到了提高;铜翅片的传热性能优于铝翅片的。通过风洞试验验证了仿真结果的有效性。     

基于ANSYS的空调散热器结构对其散热性能的影响分析

空调散热器的散热性能是影响空调工作性能的重要因素,如何合理设计散热器结构以提高空调散热性能是目前亟待解决的问题。现利用ANSYS软件建立了散热器的有限元模型,并对其进行了热学性能分析,研究了散热性能与散热器结构的关系,然后对结果进行了对比分析,得到了散热器温度分布云图、相同结构不同鳍片数对散热器散热性能影响的关系曲线图以及不同结构相同鳍片数对散热器散热性能影响的关系曲线图,为空调散热器的优化设计提供了重要的依据。     

基于相变材料和均热板的复合散热技术研究

弹载、机载等平台的雷达干扰设备的工作环境及安装空间要求越来越苛刻,集成度越来越高,同时发射功率需求日益增大,导致设备的热流密度数倍增加,对设备的散热提出了更高的要求。文中采用单一铝实体、铝与相变材料、铝与相变均热板复合3种热沉,通过试验对比其散热效果。结果表明铝与相变均热板复合热沉在综合考虑散热和减重方面具有一定优势。     

浮动蒸汽腔散热器性能测试与仿真回归分析

随着各类电子器件与设备的小型化和多样化,产品功耗与热流密度也在发展迭代中迅速攀升,对高效散热的需求越来越强烈。文中主要针对均热问题,介绍了蒸汽腔均热技术的基本原理,通过实测对比了一种浮动蒸汽腔散热器与传统热管散热器的均热性能,也对抗重力性能进行了测试分析和仿真回归。结果表明,浮动蒸汽腔散热器的均热性能优于传统热管散热器,而重力的方向对其均热能力有影响,应用中不推荐两片蒸汽腔处于上下相对位置的竖直状态。仿真回归得到的蒸汽腔等效导热系数可供后续产品设计参考。     

Effect of heat source area on the thermal resistance of the wick columns vapor chambers

The results of the spreading thermal resistance, heat transfer and flow characteristics of the vapor chamber embedded with plate fin are investigated. The experiments are performed with the vapor chambers with wick plate and wick columns embedded plate fin. Parametric studies including different heat fluxes, heated surface areas, flow rate of coolants on the cooling performance in terms of the spreading thermal resistance and heat transfer characteristics are considered. A three-dimensional heat and mass transfer model for the vapor chamber with wick plate and wick columns are developed. The velocity and pressure distributions of liquid phase and vapor phase inside the vapor chamber obtained from the simulation are shown. By comparing the experimental results with numerical results, reasonable agreement is obtained. It can be found that the heat input and heat source area have significant effect on the decreasing of the boiling and condensation thermal resistances while they are slightly effect on the decreasing of the convective thermal resistance. Due to the wick plate and wick columns, the capillary force has significant effect on the working fluid circulation, evaporation rate and flow directions of the liquid and vapor phases inside the vapor chamber. The results of this study are of technological importance for the efficient design of cooling system of the personal computer or electronic devices to enhance cooling performance of the vapor chamber.

     

弹载电子设备相变热沉装置散热性能研究

文中介绍了一种用于弹载电子设备的相变热沉装置的设计方法及试验研究。通过实验对比了电子模块在采用相变热沉装置、铝块和无热沉3种情况下的工作温度曲线,同时对比分析了相变热沉装置在不同热流密度下的工作特性。结果表明,当热源热流密度较小时,相变热沉装置具有明显的减缓热源升温的作用,对比铝块热沉具有明显的散热功效。而随着热流密度的增加,其散热优势逐渐减弱。同时,填料相变温度点的选取和导热增强体的设计,对相变热沉装置的散热性能有很大的影响。     

水冷盘式制动器散热结构优化

为提高水冷盘式制动器散热性能,基于强化对流传热原理,通过添加扰流柱对制动器散热结构进行优化,设计了4种扰流柱散热结构,运用CFD方法模拟制动盘流固耦合传热过程,采用Fluent软件进行热流固耦合仿真计算,获得制动盘温度特性和换热特性以及流动阻力特性,并使用综合性能评价因子对不同扰流柱散热结构进行评价。结果表明:通过在安装盘水槽内添加扰流柱可以有效地提高水冷盘式制动器的散热效果;在相同的工作条件下,正三角形扰流柱散热结构的盘面温度最低,平均努塞尔数与流动阻力最高,其综合散热性能较圆形、椭圆形以及水滴形扰流柱散热结构分别提高了3.4%,2.4%和4.4%,较无扰流柱散热结构提高了6.7%,正三角形扰流柱散热结构具有更好的综合散热性能。研究结果为水冷盘式制动器散热结构的优化设计提供了参考。     

铝基蒸汽腔在电子器件散热中的应用

文中针对高热流密度电子器件的散热,对铝基蒸汽腔的导热性能进行了实验研究。在不同的热流密度条件下,测试了电子器件和蒸汽腔的表面温度,并采用仿真反演法在FLUENT软件中求得铝基蒸汽腔的当量导热系数。结果表明,当电子器件的热流密度大于35 W/cm2时,铝基蒸汽腔的导热性能优于等尺寸的纯铜板,其当量导热系数最大可以达到470 W/(m·K)。另一方面,铝基蒸汽腔的等效密度仅为纯铝的60%。因此,相比传统的金属热扩展板,铝基蒸汽腔兼具高效导热性能和低密度两项优势,是一种新型实用的高热流密度电子器件散热手段。     

数据中心用热管空调系统研究进展

针对回路热管机房空调在数据中心冷却中的适用性问题,总结了数据中心用回路热管空调系统最新研究进展,对比分析了重力型、气相动力型和液相动力型3种回路热管机房空调系统,并介绍了3种回路热管自然冷却与蒸气压缩主动制冷相结合的一体式机房空调系统的构成方式与运行性能,结果表明3种回路热管在不同的应用场景下都具有良好的节能效果:从驱...     

基于ICEPAK仿真的散热器结构热设计研究

文中利用ICEPAK软件对多密度高功率芯片散热器结构进行了热设计研究。研究确立了影响翅片散热器散热性能的关键尺寸设计参数,如基板厚度、翅片高度、翅片厚度和翅片间距等,并得出了各尺寸设计参数对其散热效果的影响趋势,确定了散热器结构的最佳布局方案。此外,研究还建立了最佳布局的散热器结构实物并进行了高低温试验以模拟其高温散热情况。通过实验数据对比发现,仿真计算结果与实际较为吻合,进而验证了ICEPAK软件在电子设备散热设计方面的准确性与可靠性。     

接触界面对光收发模块的散热影响研究

随着光收发模块集成度的增加,光收发模块热管理技术成为光通信领域的一大研究热点。由于光收发模块具有支持热插拔的特点,其与散热器之间的接触界面对散热有重要影响。文中从光收发模块热传递路径及光收发模块与散热器接触界面两方面入手,旨在找到接触界面与光收发模块温度场的关系,通过热仿真分析的方法,最终得到不同接触界面类型、接触界面平面度对光模块温度场的影响曲线。分析结果表明,通过改变接触界面形貌、减小接触界面平面度,可以有效改善光收发模块的散热性能。