六方氮化硼改性防腐涂料对海洋环境服役翅片散热器散热性能影响研究

目的研究海上电子设备翅片散热器所涂覆防腐涂料的导热系数对散热器散热性能的影响规律,提高翅片散热器的散热效能。方法以六方氮化硼粉体为导热填料,将其添加的海上电子装备防腐涂料中,制备添加不同量六方氮化硼的改性防腐涂料,分别研究六方氮化硼对涂层热导率、附着力、冲击性、柔韧性以及耐中性盐雾性能的影响规律,优化配方设计。最后基于上述试验结果,以铝合金翅片散热器为模型,研究不同模拟热源情况下,散热器涂覆六方氮化硼改性防腐涂层前后的散热性能。结果翅片散热器防腐涂层的热导率随掺入六方氮化硼质量分数的增加而提升,在20%时达到最大值(λ≈1.03 W·m^(-1)·K^(-1)),力学性能在添加量为15%时达到最优。相比未改性的防腐涂料,涂覆六方氮化硼改性防腐涂料的铝合金散热器,在自然对流条件下以及加热功率20 W时,可使其平衡温度下降约5℃。结论通过在防腐涂料中添加六方氮化硼,在涂层中构筑了导热网络,降低了涂层传导热阻,提高了经过涂层表面的热流密度,显著提升了铝合金散热器的热管理效能。上述高导热防腐涂层在海洋环境下服役设备的热管理应用方面具有良好的应用前景。

高低桥型翅片管散热器流动换热性能数值研究

在我国北方干旱地区的火力发电厂中,间接空冷系统的节水性能被广泛应用。空冷散热器作为最主要的换热元件,研究其表面的翅片管束结构的流动传热特性对于电站间接空冷系统的选型及高效运行具有重要意义。利用Fluent软件,研究了无桥型翅片与高低桥型翅片两种翅片结构的空气侧流动压降和对流换热系数的变化规律,进一步探讨了摩擦因子和努塞尔数随雷诺数的变化关系。数值模拟结果显示,无论是无桥型翅片还是高低桥型翅片,随着迎风风速的增大,空气侧的压降和对流换热系数均呈现逐步上升的趋势。同时,随着雷诺数的增加,努塞尔数也逐渐增大,而摩擦因子则相应降低。随着风速和雷诺数的增加,翅片管束的换热能力增强,但同时也会带来更大的流动阻力和能量损失。比较4种不同参数的翅片结构发现,与同尺寸、只开扰流孔但上方无高低桥结构翅片管束散热器相比,高低桥型翅片结构在对流换热系数以及强化传热综合性能评价准则数PEC上均表现更优秀。为电站间冷系统空冷散热器的选型和优化设计提供了一定的理论依据。

低温辐射微槽道热管散热器传热性能研究

为研究低温辐射微槽道热管散热器的传热性能,首先,搭建了基于水-空气传热途径的微槽道热管散热器实验系统并进行了实测,结果显示,散热端热管阵列尺寸为0.9 m×0.5 m×0.003 m的散热器在测试条件下稳定工作时,其传热功率约为273W;然后,建立了该散热器传热过程的热阻分析模型,给出了微槽道热管散热器的三大部分热阻及其所包含的各个细分热阻的计算公式,以及依据实验数据计算了相应热阻值;最后,通过各个细分热阻的比较,分析了该系统传热过程的薄弱环节,并针对性地提出了强化传热措施。

增材制造技术在散热器件研制中的应用与最新进展

5G技术的普及以及高性能算力系统的快速发展,导致电子器件的功率不断增加,因此对散热器件的性能提出更高要求。优化散热器件的结构是提高散热性能的重要途径之一。然而,传统制造工艺在处理复杂结构时存在一定的局限性,限制了对更高性能散热器件的探索。增材制造技术采用逐层累加的方式,可制备出具有复杂内部几何形状的结构,从而制造出更高性能的散热器件。本文对增材制造技术在散热器件领域的研究进展进行了综述。首先,介绍了增材制造技术的常用方法和基础材料;其次,综述了利用增材制造技术研发微流道散热器、热管/均热板、热沉以及其他散热器的最新进展;最后,归纳了散热结构的优化设计方法。本文着眼于利用增材制造技术制备具有优化结构的散热器件,为应对电子器件、航空航天、 5G通讯、移动设备、汽车、相控雷达、柔性穿戴等领域日益增长的散热需求提供了有益的参考。

石蜡与低熔点合金双级联相变材料强化板翅式散热器换热性能的数值模拟

相变散热技术可以通过相变材料的物态变化,有效吸收或释放热量,从而实现被动式热管理。本文建立了一种板翅式相变散热器的结构模型,研究级联相变技术的相变传热过程及优化传热性能的措施,重点分析了相变材料(PCM)的组合方式、翅片结构以及不同的PCM体积比工况对相变散热器传热性能的影响。研究结果表明,改变PCM的组合方式对相变材料传热过程有显著影响,对于采用双PCM的级联相变散热器,PCM1和PCM2呈相变温度递减排列具备更优的热管理性能;当翅片数为16时,具备更低的工作温度,并且相比于四翅片结构的相变散热单元,两种级联PCM组合的相变散热单元的凝固时间分别缩短了25.3%和22.5%。因此,当翅片数为16及翅片厚度为0.5 mm时,热管理性能较优;采用石蜡和低熔点合金材料,当PCM体积比为1∶2时,两个临界温度下的热管理时间分别延长了17.2%和15%,温升速率也随着低熔点合金所占体积增多而逐渐减小,综合考虑热管理时间和温升速率,可知PCM体积比为1∶2时级联相变散热器的热管理性能较优。

几种常用散热器的性能及其应用

阐述了当前采暖散热器行业现状,分析了铸铁散热器、钢制散热器、铝制散热器等几种常用散热器的性能与应用,提出了散热器的节能方法,并指出了行业发展的重点与前景。

基于干冰微粒喷射冷却的高速列车IGBT散热器设计

针对高速列车IGBT模块的高效散热问题,设计了一种应用于干冰微粒喷射冷却的针肋散热器。建立了3组不同针肋参数模型,通过数值模拟研究分析了针肋数量、直径、高度对散热效果的影响,得出最优针肋散热器的针肋数量为64、直径为12 mm、高度为45 mm,相比于无肋散热器其换热基板表面温度降低了10.57℃,散热器内部干冰升华率提高了17.2%。通过实验观测到了干冰微粒冷却流体在管内流动状态以及干冰微粒在散热器内部扰动碰撞过程,验证了模拟结果,干冰微粒喷射冷却使热源功率为1.6 kW的IGBT模块保持在约25℃,满足其散热需要,为深入研究干冰微粒喷射冷却技术提供指导。

试剂仓半导体制冷模组热端散热器的仿真研究

半导体制冷模组热端散热器的散热性能将直接影响其制冷效率,因此在半导体制冷模组实际工作中,半导体制冷模组的高效工作离不开有效的散热方式。针对这一问题,根据实际构建三维模型,利用COMSOL■Multiphysics■软件模拟仿真计算,对热端的翅片式散热器进行了一系列研究。对仿真结果进行对比分析和讨论,分别探究了散热器风速大小、材料以及翅片参数对散热器散热性能的影响。结果表明:随着风速增大,热端温度不断降低;由于传热系数、比热容和密度等物性参数的不同,相同结构下不同材料的散热器散热性能存在较大差异;翅片参数的改变将改变对流传热过程从而影响散热器散热性能,合理减小翅片高度和翅片厚度在提升散热器经济性的同时并不会显著降低其散热性能。研究结果提高了翅片式散热器的散热性能和经济性,进而提高半导体制冷模组的制冷性能,为实际工程的应用提供了借鉴和参考。

复杂精密散热器制造技术研究

分析了一种复杂精密散热器的结构特点及制造难点,论述了散热器制造的总体研究思路,提出了散热器总体制造方案,采取了一系列工艺控制措施,有效解决了复杂精密散热器难制造、易变形、难焊接的技术困难。针对散热套精度高、刚性差、易变形等制造难点,提出了弱刚性薄壁散热套多工序统筹精度控制技术,设计了随行内撑胎,有效解决了散热套制造过程的装卡、焊接变形问题,设计了圆弧靠模板,解决了散热套卷板对接处形成直段问题。针对三维空间散热管的成型困难,提出了“由单弯到平面多弯,由平面多弯到三维空间”的两步成型方案,设计了柔性组合弯曲工装,解决了散热管的成型困难。

我国铝制散热器的发展历程——从被动防腐到主动防腐

从上个世纪七十年代中期我国开始生产铝制散热器,至今已有近三十年的历史,其发展过程大致可以分为三个阶段: 第一阶段:光铝散热器,即没有内防腐的铝制散热器。有1976年毛主席纪念堂里首先使用的压铸铝散热器、有铝管铝串片散热器、有挤压铝型材制作的柱翼型散热器等。

基于多物理场仿真的油浸式变压器温度特性分析及散热器优化

准确计算油浸式变压器的温度分布并寻求优化方法,对设备运行维护具有重要意义。首先建立了35 kV油浸式变压器的3维等效模型,采用Jiles-Atherton模型模拟变压器铁芯材料的磁滞特性,通过磁场计算获取了铁芯和绕组的损耗密度分布。在此基础上将损耗密度作为热源,经过流–热耦合计算得到变压器的温度场和流场仿真结果。根据计算结果提取了铁芯、绕组区域的温度分布及截面的油流流速分布,并绘制了散热片的最高温度和流速曲线。最后结合中心组合设计和仿真分析方法得出不同散热器结构参数下的变压器热点温度,构建热点温度与结构参数间的支持向量机模型,采用粒子群算法获得了最优参数。变压器热点温度较优化前降低了15.12 K,仿真与模型预测结果的相对误差为6.42%,验证了优化模型的有效性。结果表明:优化方法能够显著降低变压器热点温度,为变压器的优化设计提供了新的思路和参考。

一种计算机用水冷式散热器的研究

水冷式散热器在计算机散热领域具有显著的优势,尤其是对于需要长时间运行的高性能计算机。为实现高效散热、降低噪音、节能减排等目的,本文设计了一种新型的计算机用水冷式散热器,为推动散热技术的发展提供借鉴和参考。

基于CFD汽车散热器管口位置对性能影响的研究

文章研究对象为汽车散热器。通过CFD仿真分析,得出散热器的进出口管口设置在不同位置时散热器的内部流动阻力和流量分布均匀性的区别。基于CFD研究结果,通过制作不同进出口位置散热器的手工样件在台架进行测试,得到不同管口设置的散热器的实测性能区别。结果表明:当进出口水管位置设置不合理会对散热器水阻带来翻倍的影响。通过CFD研究和样件实测,为指导汽车散热器的进出口水管位置设计提供了优化方向。

创新驱动与转型升级 在2014全国采暖散热器行业年会上的讲话

习近平总书记指出：＂我国发展仍处于重要战略机遇期,我们要增强信心,从当前我国经济发展的阶段性特征出发,适应新常态,保持战略上的平常心态。在战术上要高度重视和防范各种风险,早作谋划,未雨绸缪,及时采取应对措施,尽可能减少其负面影响。＂新常态的重大战略判断,深刻揭示了中国经济发展阶段的新变化,充分展现了中央高瞻远瞩的战略眼光和处变不惊的决策定力。

多功能化散热器集锦

散热器的主要功能是散热供暖，而今已向多功能化发展，不信请看。

住宅供暖散热器评析

通过分析评判散热器优劣标准以及铸铁散热器、钢制散热器、铜铝散热器、铝制散热器、塑料散热器等几种散热器优缺点,提出了我国现阶段散热器使用和发展遇到的问题。提出在此形势下,散热器发展过程中需要认真研究和解决的问题。

户式散热器热分配法的计量原理及应用分析

起源于欧洲的散热器热分配表是以每组散热器为计算单元进行热量分配的,我国的供暖系统很难满足散热器热分配表所要求的安装使用条件。将每户内水平单管系统的多组散热器折算为一组当量散热器进行热量分摊,可大大减少散热器热分配表的数量,降低对安装使用条件的要求。分析了户式散热器热分配法的计量原理,通过试验验证了户式散热器热分配法分摊模型的合理性并给出了其适用范围。

电力电子器件用液冷针翅散热器的研究进展

随着大功率电力电子器件(如绝缘栅双极型晶体管,IGBT)轻量化、小型化和集成化的发展需求,其功率密度越来越大,导致其热流密度越来越高,亟需高效散热来满足其使用要求。传统空气冷却散热器结构简单、使用方便,但是散热能力较低,难以满足高热流密度的散热需求,目前主要采用液体冷却散热器,其中液冷针翅散热器是最常用的高效散热器。本文介绍了液冷针翅散热器的结构、液体工质、材料和制造等方面的研究进展,重点分析了液冷针翅散热器的流体通道结构、针翅结构对流动和传热性能的影响,并给出了液冷针翅散热器的发展建议。

基于MATLAB GUI的车用电池散热器计算平台设计

为了更好地解决电池散热问题,基于MATLAB GUI的人机交互功能,开发了用于车用电池散热的散热器设计计算平台,根据散热器不同的设计任务和需求,编写了相应的GUI对象控件回调函数,设计了包含散热器关键参数设计模块、历史查询模块、数据存储模块、图形生成模块、特性仿真模块的平台。该平台界面简洁,操作过程中设置了大量提示框和报错框,用户能更直观地了解设计中的错误,便于及时改正、修复;清除按钮和多种输入方式的设计都为散热器研究领域人员提供了简便的参数输入及结果输出的友好操作界面。使用该平台能缩短散热器产品的研发周期、降低研发成本,用户能够快速熟练地掌握使用方法,进一步提高工作效率,具有重要的工程意义和实用价值。

面向金属泡沫散热器设计的自然对流拓扑优化

针对传统方块型金属泡沫散热器散热效率不高,难以满足高功率电子器件散热需求的问题,发展了基于格子Boltzmann和水平集方法的三维拓扑优化方法。首先,采用格子Boltzmann方法求解多孔介质内的流动和传热过程;然后,采用伴随格子Boltzmann方法计算梯度;最后,根据反应-扩散方程更新水平集函数。通过对底部放置发热元件方腔的自然对流过程开展拓扑优化,得到特征格拉晓夫数为2.4×10^(2)~1.2×10^(5)的4种优化散热器结构,定量评估了散热器的强化换热性能并分析相关机理。研究结果表明:随着格拉晓夫数的增大,散热主导机制由热传导转变为热对流,优化结构由伸展的树枝状向收缩的花朵状结构转变,以留出更多空间使得流动涡旋充分发展;与传统的金属泡沫方块结构和开槽的金属泡沫块结构相比,所提优化结构表现出优异的散热性能,其分支结构和中空结构能够优化方腔内的流动,从而将散热效率提升了29.7%以上,表明了所提拓扑优化方法的有效性。研究工作可为新型金属泡沫散热器的设计提供理论指导。