纳米填料对储能式散热器性能影响的数值研究

针对储能式电子器件散热器性能受相变材料较低导热能力限制的问题,采用添加高导热纳米填料的方法提高相变材料的表观导热系数,并对储能式散热器的性能提升潜力进行分析. 在短时大功率加热(热流密度为10 W/cm2)的条件下,对以二十烷为相变材料的储能式散热器在添加碳纳米管填料之后的工作过程(熔化和凝固传热)进行了三维数值模拟. 结果显示,由于相变材料表观导热系数的提高,散热器的性能随碳纳米管添加量的增加而提升,其提升程度与添加量呈近似线性相关| 当加入体积分数为10%的碳纳米管时,散热表面的最大温升相对于无碳纳米管的情形降低了8 ℃,散热器的等效总热阻则降低了14%,说明该方法是提高储能式散热器性能的有效途径．     

基于相变材料的太阳能电池板温度控制实验研究

对使用石蜡作为相变材料的太阳能电池板被动式散热器进行了实验。选择在相变材料中的不同位置安置格栅,在同一热流密度下,对4组散热器的瞬态热性能进行了研究。结果表明,具有格栅的相变材料散热器可用于冷却太阳能电池板。相变材料的融化情况与格栅位置和接触面积有关,加装垂直于翅片方向格栅的散热装置的散热效果较佳。     

微槽群散热器换热性能实验研究

对微槽群相变散热器的散热性能进行了实验研究,实验采用了混合工质2-Methylpentane和甲醇来强化系统的换热性能,当混合工质中x_1(2-Methylpentane)的摩尔分数为10%,x_2(甲醇)的摩尔分数为90%时,微槽群散热器的换热性能最优;将该种配比的混合工质分别应用于不同尺寸的微槽群相变散热器中,得出了优化的微槽群深宽尺寸比.实验结果表明,在同一散热热流密度下,与前人的工作相比,能使芯片表面温度降低10～20℃.其散热性能满足大功率高性能电子芯片的散热需求.     

热管散热器变工况性能实验研究

用实验方法对一台新型热管散热器进行了变工况性能测试研究.人工环境实验室的空气处理机组模拟环境温度（即冷侧进风温度）,用电加热装置调节散热器热侧（热管蒸发段）空气进口温度.冷侧进风温度在5-41.5℃范围调节,热侧进风温度在20-55℃范围调节,得出散热功率与冷热侧进风温差有关而与进出风温度范围无关;对充液率分别为35%和25%热管散热器进行变工况实验研究,得出了热管散热器充液率25%时性能优于充液率35%时性能等结论.     

高温载荷作用下金属蜂窝夹芯板结构的相变分析

以含相变的多层板热传递理论为依据,采用有限单元法对金属蜂窝夹芯板进行了热分析,研究其在高温载荷作用下的相变问题.计算结果表明,蜂窝夹芯板具有良好的隔热性能,内外表面间最大温差超过450℃;蜂窝芯温度场分布与其余四层不完全相同;各层板受内部设备的影响不同;外蒙皮在加载18 s后开始产生固液相变,外胶层11 s后开始产生固液相变,到14 s时已产生大面积气液相变,损伤面积和损伤程度不断增加.有限单元法较好地模拟了复杂结构在高温载荷作用下的温度场分布、相变失效过程及其演化规律.     

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.     

新型蓄能技术-相变蓄能

综述了相变材料的研究进展,介绍了相变材料的种类和特点,讨论了固-液相变、固-固相变蓄能材料的性能和优缺点.并指出该领域中有待解决的问题及目前所采用方法,展望了蓄能技术的发展前景.     

石蜡/交联聚乙烯高分子固-固相变贮能材料的制备

以硅烷交联聚乙烯为骨架,以石蜡为相变贮能材料,采用"溶解-交联"和"交联-溶胀"两种不同工艺方法制备了石蜡/交联聚乙烯高分子固-固相变贮能材料,并对其热机械性能、力学性能及使用性能进行了研究.研究结果表明,制得的相变材贮能料具有较高的相变焓.经过一段时间(10h左右)稳定性测试,石蜡的迁移量不再增加,材料性能基本稳定,相变材料的相变焓、相变温度变化不大.     

变截面微通道散热器流动和传热特性

为了解决电子芯片散热问题,通过数值模拟的方法,研究了去离子水流经微通道散热器时的流动和传热特性.微通道散热器由无氧铜层叠焊接而成,散热器内微通道当量直径为0.23 mm,去离子水流经散热器时平均雷诺数为252~1 060,加热面热流密度为2×106W/m2.结果表明:不同雷诺数时,三角凹穴周期性变截面微通道散热器的传热性能明显优于矩形等截面直通道散热器;前者加热面平均温度和最高温度均比后者低2~3℃,且两者压降相差不大;随着去离子水流量的增加,散热器加热面平均温度降低,但当流量增加到一定程度后,加热面温度变化不明显,说明不能单靠增大泵功来强化传热.     

相变微胶囊材料制造技术

技术开发单位航天特种材料及工艺技术研究所技术简介该技术利用微胶囊化技术在固—液相变材料微粒表面包覆一层性能稳定的壳层材料,制成核—壳结构的复合相变材料,即采用"微型容器"封装固—液相变材料。该相变微胶囊材料可解决固—液相变材料易出现的熔融流动、渗透迁移、相分离、腐蚀问题。     

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.     

太阳能微通道分离式热管供暖系统实验研究

以太阳能微通道分离式热管供暖系统为研究对象,通过实验与理论的方法研究了其在可观太阳辐射强度时的供暖性能. 结果表明:系统的供热量、供热效率、上汽管和下液管压力、微通道散热器的压降及壁温、实验房间温度均受太阳辐射强度影响较大,受室外温度影响较小,且其变化较太阳辐射强度均存在约15 min的时间延迟. 此外,晴天或晴间多云时,在光强较大的10:00至15:00之间,该系统单独运行即可满足室内供暖需求,且系统压力在0.4～0.8 MPa之间变化; 微通道散热器平均压降范围为2.1×10³～5×10³ Pa; 微通道散热器平均壁温最低为20.7 ℃,最高可达38.4 ℃; 系统平均每秒供热量最低为343.7 J,最高可达424.1 J,室内温度始终可维持在18.3～26.7 ℃之间; 系统平均供暖效率在30.4%～45%之间. 此外,系统中除冷凝器风机消耗少量电能外,并无其他动力设备,故其COP理论上无限大,是一种节能效果显著的辅助供暖系统.     

绝热式水浴量热计装置参数和性能标定

设计了一种单水浴法量热实验装置,提出了对量热装置参数及待测材料的定压比热容、固-液相变焓进行标定及测量的计算方程和实验方法.通过实验对量热装置的热容、搅拌功和散热量进行了标定,对铜和水在不同温度下的定压比热容,以及冰的固-液相变焓进行了测量.结果表明,所设计的量热计及测试方法可在常温范围内精确测量材料的热物理性质.此研究可以为新型相变储能材料的定压比热容、固-液相变焓提供快速而精确的测量方法.     

基于虚拟风洞的装载机动力舱热环境预测分析

为了改善装载机动力舱热环境,提高散热器的换热性能,保证整车工作的稳定性,以轮式装载机为研究对象,按照实际尺寸建立三维计算模型,采用虚拟风洞和数值模拟相结合的研究方法,预测排气系统对动力舱热环境和散热器性能的影响,并比较了在两种排气系统结构下散热器的换热效率。仿真结果与试验结果比较吻合,证明了计算模型的有效性。计算结果表明:采用隔热排气系统能够明显降低动力舱内空气的温度,改善舱内热环境,液压油散热器换热性能提高9.0%,水散热器换热性能提高7.3%,传动油散热器换热性能提高6.8%。研究结果对装载机整车热管理技术提供了指导。     

独立翅片式液体自循环CPU散热器

通过试验,分析了一种独立翅片式液体自循环CPU散热器分别使用不同工质时的散热性能以及充灌率等因素对其散热性能的影响,结果表明,该散热器具有良好的散热性能,CPU表面温度平稳,不出现大幅波动,在R123、R11、R113这3种载热介质中,R123的散热性能最好且最佳充液率为80%～100%。     

汽车散热器的翅片仿真研究

为了得到结构更合理的汽车散热器的百叶窗翅片结构,采用仿真软件对散热器的翅片进行了仿真模拟.通过改变翅片高度,得到了不同高度下散热器翅片的传热因子j和阻力因子f,并引入无量纲参数j/f13来评价其综合性能.优化结果表明,当翅片高度为7.85mm时,汽车散热器百叶翅片的综合性能最佳.     

脉动流强化翅片散热器数值模拟研究

采用数值模拟的方法,研究脉动流作用下翅片散热器的散热效果,分析脉动振幅和脉动频率对散热性能的影响。结果表明:脉动流能增强翅片散热器的散热效果;随着脉动振幅增大,瞬时换热性能和瞬时阻力性能波动越来越强,平均换热性能和平均阻力性能增加;存在最佳振幅使综合换热性能最高;随着脉动频率增大,瞬时换热性能变化不大,平均换热性能逐渐减小;瞬时阻力性能波动剧烈且波动幅值增大,平均阻力性能减小;存在最佳频率使综合换热性能最高。     

热二极管在储能式太阳热水器中的应用研究

介绍了热二极管概念及其工作原理,分析了太阳能相变储能材料所应具备的热物理性质,对热二极管传热性能以及储能材料的相变规律开展了实验研究．实验结果表明：热二极管具有良好的启动和等温传热性能;当加热段内工质充液率约为85％时,热二极管传热效率和冷凝段换热系数均达到最佳值;储能材料内部在相变过程中存在不均匀性,且与冷凝段管壁间的换热系数较小．     

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℃。     

装载机散热系统过热现象的研究

为解决工程机械中常出现的过热问题，对某型号装载机在不同工况下各散热器的散热性能，在自行开发的整车散热系统测试平台上进行实验研究.通过对测试数据进行分析，确定了系统过热的原因，即系统中测试获取的冷却风的温度比设计值高，冷却水和传动油的体积流量比设计值小，而且液压油散热器布置位置错误.根据系统过热的原因，调整液压油散热器的位置，并由实验获取的数据对各散热器进行优化设计.改进方案的风洞实验和实车路试结果表明，各散热器的散热量达到设计指标，各系统工作正常.系统测试平台为整车散热系统的性能评价和系统匹配奠定了基础.