功率模块正弦微通道热沉周向传热特性分析

针对飞行器大功率电动伺服系统中功率模块散热能力不足的问题,设计了正弦波式微通道热沉,以去离子水为冷却工质对功率模块进行水冷散热。建立该热沉数值模型后,对正弦微通道的周向非均匀传热特性和工作性能开展研究,并探讨了发热功率、进口雷诺数及正弦通道几何参数对热沉传热性能的影响。结果表明,通道壁温及局部热流沿圆周呈非均匀分布,最高温度和热流出现在靠近加热基底的下部中心观测线区域,壁温和热流均随正弦通道几何构型呈现显著的周期性波动,且截面圆周各位置的局部传热系数也出现剧烈波动,周向截面中最大传热系数出现在通道上下中心点位置。低热流下热沉表现出较好均温性,不同热流时Nu和泵功基本一致。随着进口雷诺数增大,热沉均温性、热阻及Nu均得到改善,但所需泵功显著增长。此外,正弦通道幅值和波长均对热沉综合性能产生显著影响。