基于二维热传导方程的COB-LED散热器热模拟

针对COB-LED(Chip on Board-Light Emitting Diode)散热问题,文中基于二维热传导方程建立了一个可快速计算COB-LED散热器表面热分布的数学模型。为了便于模型求解,采用有限差分法求解该数学模型并选择交替方向隐格式作为其差分格式。根据模型中的边界条件和初始条件设计COB-LED常温点亮实验,并基于ANSYS有限元分析软件进行仿真分析。通过比较求解结果、仿真结果和实验结果验证该数学模型的合理性。结果表明,求解结果与实验结果中最高温度相对误差约23.57%,且两者的温度变化趋势一致。求解结果与仿真结果中最高温度相对误差约34.84%,且温度分布较为接近,证明了该数学模型的合理性与正确性。

多星真空热试验可移动冷板热沉设计分析与试验验证

为避免微小卫星产品的多星热平衡热真空试验中多个卫星之间外热流干扰的影响,设计了可移动冷板热沉,主要由冷板、骨架、导轨滑车及液氮管道连接系统等组成。简述了可移动冷板热沉的设计,对冷板热沉进行了热负荷计算和仿真分析。分析结果表明,冷板热沉正反面总热负荷为1 000 W/m^(2)时,冷板热沉温度低于100 K。在试验验证中,对冷板热沉施加不同的热流值,冷板热沉温度均满足试验要求,试验结果表明,移动冷板热沉可以作为热沉组件在多星热平衡热真空试验中使用。

CPU散热器换热特性的实验研究

本文对两种不同类型的CPU散热器,整体平直翅片与分段式的平直翅片,在不同加热功率、不同流速下的强迫风冷的传热性能进行了实验研究,得出换热系数主要和来流速度有关,而与加热功率关系不大的结论,并将二者的换热性能进行了对比。结果表明,翅片2的换热系数随流速的变化更强烈,在其他相同条件下,其换热系数甚至可以达到翅片1的两倍。

水槽模型设计及视电阻率曲线测量

根据视电阻率的测量原理,设计了水槽模型,模拟实际钻井地层,实现了视电阻率曲线测量。在水槽模型设计中,用水溶液模拟井中泥浆和围岩,用塑料块模拟高电阻率地层,地层厚度分为薄、厚两种,并将一般的垂直井轴方向改为水平方向。该实验可为地球物理专业的本科实验教学提供实验参考。

基于一种微通道散热器的散热实验研究

微通道散热是近年来发展起来的一种新型散热措施。讨论了一种蜂窝状微通道散热器,并设计了基于该微通道散热器的散热系统。系统实验表明,当17 cm2的微通道散热器在系统内流体流量为13.3 ml/s时,可带走发热源约233.63 W热能,同时微通道散热器工质温度能维持在52℃左右。实验还发现,要充分发挥微通道散热器的优势,散热系统中与环境交换热量的小型换热器的散热能力也非常重要。

新型锥体热沉射流散热器散热性能的实验研究

文章针对高热流通量的大功率器件,提出了一款新型锥体热沉射流散热器,通过在底板上增设锥体热沉,增大换热边界层面积,实现高效换热;构建了一套实验系统,通过改变冷却水流量、热源输入功率等工况,对其开展了散热特性实验研究。实验结果表明,该新型锥体热沉散热器可以对大功率热源实现快速冷却,当总散热功率达到900W(热流密度9.9W/cm2)时,采用7L/min的冷却水流量,可以将热源温度降至65℃以下,并且冷却水流量为影响散热器散热性能的主要因素,流量越大,散热效果越好。

热容燃烧室基于单点温度的热流测量方法研究

为了研究推力室内壁面与燃气间的传热特性,获得多喷嘴燃烧室内壁热载分布,从而为推力室设计及热结构分析提供参考,开展了热容燃烧室壁面热流测量方法研究。以位于距内壁一定距离位置的单点测量温度作为输入条件,文章提出了三种热流计算方法,并进行火箭发动机试验研究,得到了对应位置燃气对内壁的热流密度。可以看出,运用单点方法得到的热流密度与传统两点法结果符合较好,两者计算结果误差在10%以内。结果显示:不同点火时长工况下在同一位置相同时间点上重复性很好,在燃烧室圆柱段热流密度随着点火时长的增加而减小,而在喷管段变化规律则相反,热流密度随时间增加而增加。在提出的计算平均热流的三种方法中,热积累方法的计算结果最高,热平衡方法次之,瞬态法最低。在火箭发动机热容试验中,本文提出的方法可以用于测量燃烧室内壁面热流密度。

热源与热汇对跨临界CO_2系统性能的影响

跨临界CO2系统性能不仅受到排气压力的影响,而且对热源热汇温度的变化也十分敏感。介绍了具有双节流阀装置且带有平衡储液器的跨临界CO2制冷热泵试验台,并改变热源和热汇温度条件对系统进行了多工况对比性试验研究。结果表明:当热汇温度15℃一定,热源从15℃上升到25℃时系统制热COPH平均每5℃上升4.4%左右,反之热源温度25℃一定,热汇从15℃上升到25℃,系统制冷COP平均每5℃下降6.8%左右。且热源温度对冷冻水出水温度影响较大,而热汇温度对其影响较小,无论是热源或热汇温度平均每改变5℃对冷却水出口温度的影响范围在0.7℃到1.9℃左右。

土壤冷源直接供冷空调系统供冷特性的实验研究

提出一个以土壤作为冷源直接供冷空调的新构想,并在哈尔滨地区建立了相应的实验系统。根据该系统运行一个空调季所得实验数据,除获得一些重要参数(如季节供冷系数、平均供冷率)外,着重对它在运行期间的供冷特性进行了研究,得到一些重要分析结论。实验结果还表明,所提出的土壤直接供冷系统在一定地域范围内具有巨大节能潜力。

羊龙潭水库振动沉模防渗板墙灌注材料的试验研究

根据羊龙潭水库地质条件,选用振动沉模防渗板墙来进行防渗加固.振动沉模防渗板墙是通过沉模、喷射、注浆在地下形成连续防渗板的一种防渗新技术,要求其灌注材料必须具有:①良好的工作性,以确保形成的墙体连续完整,整体性好;②变形性好,能适应较大的变形,改善防渗墙体的应力状态;③高抗渗性.通过试验,研究粉煤灰、粘土及膨润土对材料性能的影响,开发出满足工程要求,经济、技术达到最优的振动沉模防渗板墙灌注材料.最后通过坑探方法和钻孔压水实验检验振动沉模防渗板墙灌注材料在工程中的应用情况.

水流作用下粉砂海床上人工鱼礁局部冲刷的模型试验与分析

海底条件的变化可能会加剧人工鱼礁的局部冲刷甚至产生掏空,导致人工鱼礁倾覆或掩埋,最终影响人工鱼礁的生态修复功能。为更好地了解人工鱼礁的冲刷特性,明确冲刷地形的形成机制,本研究首先采用物理模型试验的方法,对放置在粉砂底质上的人工鱼礁在不同水流条件下的局部冲刷问题进行了研究,并通过对原型流场进行数值模拟,讨论分析了水流及礁体结构特征对局部冲刷形态的影响机制。模型试验结果显示,0.11 m/s流速对试验选取的模型沙的影响不显著,礁体模型背面冲刷坑的深度仅为0.5 mm,两侧无明显冲刷坑,当流速增加到0.22和0.27 m/s时,沙床表面形成了均匀分布的沙鳞,背面冲刷坑深度分别达到1.0和1.5 mm,两侧冲刷坑的最大深度为4.5 mm,宽度分别为4.0和7.5 cm;流场数值模拟的分析结果显示,原型条件下流场、沙床剪切力和涡量的高值区和模型试验中冲刷强区存在对应关系,礁体的开孔和多柱支撑设计增大了局部冲刷强度。该研究表明,在粉砂底质条件下人工鱼礁的局部冲刷程度随流速的增加而增强,但总体冲刷不严重,未出现掏空或掩埋现象;礁体结构对局部冲刷有较大影响,因此,礁体设计与布局时应综合考虑流场效应、稳定性和冲刷形态等因素。

复合相变热沉在电子设备热管理中的应用

某些特殊电子设备的短时高功耗运行往往会引起急剧温升,进而导致设备失效。文章采用膨胀石墨/高碳醇复合相变材料(PCM)作为热沉,针对某高功耗模块进行了散热仿真,并与传统铝热沉进行了对比,结果表明无主动散热平台下PCM热沉显著优于铝热沉。同工况温箱实验进一步验证相变热沉散热特性,并与仿真结果进行对比,结果表明实验结果与仿真结果具有一致的温度变化趋势,但由于相变温度范围的差异导致不同时间段温升速率不同。分析了二者的差异及原因,为严酷条件下应用相变材料进行热设计和热管理提供参考。

低温真空测试系统的研制

为了满足在低温下固体和涂层材料物理性能参数的测量,研制出一套低温真空测试系统。该套设备采用固体传导形式使热沉快速降温,模拟了在高真空、冷黑环境下对试件主要性能的影响。主要对设备中热沉的降温速率、温度均匀性和控温精度等相关技术参数进行试验验证,结果达到了预期的指标要求。

COC微流控芯片收缩变形工艺参数优化

选取COC(环烯烃共聚物)聚合物高分子作为填充材料,运用Moldflow软件对COC微流控芯片进行收缩变形分析,应用正交试验设计法分析了多个不同工艺参数及各参数之间交互作用对微流控芯片注射成型收缩变形的影响。以顶出时的体积收缩率和缩痕指数作为实验分析指标,对其成型过程进行参数优化。结果表明,保压压力(C)对收缩变形影响最大,模具温度(A)次之,熔体温度(B)影响最小。通过方差分析了A×B,A×C与B×C之间交互作用对收缩变形影响的显著程度。综合比较发现,最佳工艺参数组合为A1B1C3,即模具温度为100℃、熔体温度为265℃、保压压力为90 MPa,优化后的体积收缩率的最大值和最小值分别降低了16.34%、23.43%,缩痕指数下降了34.38%。

用静力触探确定沉管灌注桩极限承载力

本文根据不同工程地质条件、试桩资料及静力触探资料 ,对 CPT计算端阻的不同取值范围、不同的土类判别方法、判别标准进行了比较 ,提出静力触探确定沉管灌注桩极限承载力的经验公式。

钢结构交错桁架弦杆-SPD楼板下沉式节点抗剪性能研究

采用SP板可以大大提升交错桁架钢结构的经济性,但交错桁架结构对楼板有传递水平剪力的特殊要求。为此提出了将预应力空心叠合板(SPD板)下降至桁架弦杆下翼缘,并通过对穿钢筋和后浇混凝土的共同作用来传递水平力的交错桁架弦杆-SPD楼板下沉式节点。该节点同时还可减少弦杆的防火涂料用量以及提升建筑净高。对该新型节点开展了3个不同直径对穿钢筋试件的抗剪试验。试验结果表明该节点具有较高的抗剪承载力和较好的延性,可以满足高烈度区高层交错桁架实际工程对楼板传递水平力的要求。通过将试验结果与国内外相关规范及理论计算结果的比较,得到了该新型节点抗剪承载力的建议计算公式。

大截面针-环式离子风发生器研究及性能优化

通过数值模拟结合正交设计方法,研究单针-环式离子发生器各项结构参数对出口风速的影响,并得到了最优的结构参数组合;通过阵列设计,开发了大截面针-环式离子风装置。实验测试表明,所开发大截面针-环式离子风装置的最大出口风速为2.55 m/s,出口流量为1560.6 L/min,总功率为17.55 W,性能与一般风扇相当。

水下目标偏振光学成像实验研究

搭建一种水下目标偏振光学成像探测水槽实验平台,研究斯托克斯矢量参数图像成像效果。根据图像信息指标探讨两种成像观测角度偏振图像采集方案以及最佳水下目标物距离,并分析在水体环境中多种目标材质以及不同浑浊度下目标物偏振特性信息变化。实验结果表明,采用0°、60°、120°成像采集方案,在相对较远距离以及较为浑浊的水体环境中,获取的不同材质的目标物其偏振图像仍满足目标物信息需求。由此可见,通过水下偏振光学成像获取到的图像能够较为理想地反映水下目标物的边缘细节、纹理轮廓等重要信息。

铜铝复合式CPU风冷散热器的实验研究

随着计算机的迅猛发展,CPU芯片的集成度、封装密度以及工作频率的不断提高,其发热量也不断增大,从而对CPU散热器的散热性能的要求也提高了.通过分析散热器的散热性能及性能评价方法,对放射状铜铝复合式CPU散热器进行了测试,建立不同风速下功率与CPU表面平衡温度关系曲线和不同风速下功率与热阻关系曲线,为改进散热器提供了实验数据.图3,参5.

自然冷源土壤直接供冷空调系统土壤温变特性

为减少建筑能耗,提出一个以土壤作为冷源直接供冷空调的新构想,并在哈尔滨地区建立相应的实验系统.根据该系统空调季的实际运行,着重对其重要参数之一的土壤温度在供冷前、供冷期间以及供冷结束后的变化特性进行实验研究,得到一些重要分析结论.另外,还获得了一些重要的系统性能参数,如季节供冷系数、单位埋深取冷率.实验结果表明,所提出的土壤直接供冷系统在一定的地域范围内具有很大的节能潜力.