散热通道式线圈电感分析与计算

针对工程应用中线圈长期工作散热困难现象,设计了一种有利于散热的新型通道式线圈;为解决常规方法无法求解新型线圈电感值问题,提出了一种计算新型线圈电感的方法,将线圈尺寸转换为当量尺寸,转化后的线圈起名为等效线圈,并利用矢量磁场的方法求出线圈的电感,所求数值与实际测量值相吻合,为线圈在工程中的应用打下基础。

基于渐进结构法的散热通道构建技术

针对高热流密度问题,基于渐进结构优化方法的基本原理,构建高效的散热通道。以热耗散最小为优化目标,建立传热结构数学优化模型;通过敏度计算,将低效单元逐步转换成低导热材料;以若干平面和三维薄壳结构的典型算例为对象,得出优化结果,并与密度法所得结果进行对比;结果表明,渐进结构优化方法不仅适用于平面结构,而且适用于三维薄壳结构的散热通道的构建。

煤矿胶带运输主斜井电控室散热通道降温实践

文章阐述了高阳煤矿主斜井电控室热量释放较大的原因和影响,介绍了主斜井电控室散热通道的制作机理和方法,并对散热通道应用后的散热效果进行了评价。认为散热通道与空调制冷的结合,彻底杜绝了因空调制冷效果差而引起的主斜井变频器停机情况,保障了原煤的正常提升。同时该降温思路和实践,对其它类似环境的散热也有很好的借鉴意义。

用PVC弯管轻松自制散热通道

炎炎夏日持续的高温,对机器能否稳定运行是个严峻的考验。由于外界环境温度高,笔者的电脑经常出现死机或蓝屏等故障。为了能使电脑稳定运行,我们必须得想点办法使CPU工作温度降低。笔者试验了不少散热方法,都感觉效果不够理想。有不少朋友都会想到通过更换较大的CPU散热风扇或调高原风扇的电压,利用增加的通风量来带走CPU散发出的热量。这些方法或许能使CPU工作环境有所改善,不过也带来了不少负面影响,例如增加风扇功率或换大风扇必然会增加噪声,另外这个时期机箱内温度本来就高,空气流通缓慢,显卡、硬盘、光驱以及电源等设备工作时都会产生不少热量,仅仅增加CPU散热风扇的功率恐怕也于事无补,就象在锅炉房内扇扇子,能凉快吗?

“盛夏”的果实——自制主板电源风管散热通道

随着夏天的一天天逼近,气温也逐渐高了起来。在高温来临时,人可以减少衣服,躲在凉爽的地方,但电脑仍是在任劳任怨地工作着。电脑不怕热吗?为何不见“挥汗如雨”?这当然是一句笑话了,众所周知,高温是电子设备的天敌。在这样的高温下,很容易导致电脑设备工作不稳定,甚至是加速老化,因此我们很有必要打造一些散热措施,而主板上的供电电路也是需要考虑的散热部位之一。

空气压缩机风冷散热通道技术改造

铁路石家庄南三场驼峰,由于空气压缩机风冷散热通道设计不合理,导致散热不畅、维修不便等问题,对设备运行构成了一定的危害。本文通过对原设计存在的问题进行认真分析,提出并实施了一系列的改造建议,应用于实际,取得了良好的效果。

带三角形槽和弧形肋微通道散热器的数值模拟研究

采用数值模拟方法研究了具有周期性排列的三角形槽和弧形肋的新型微通道散热器(MC-ATC)在雷诺数为147-736范围内的流动传热特性。通过与矩形微通道散热器(MC-RC)对比,分析了三角形槽和弧形肋对速度分布和温度分布的影响,并定义了综合性能因子来评价微通道散热器的性能。研究结果表明,三角形槽和弧形肋对改善流体流动和强化传热有重要影响。相比于MC-RC,MC-ATC整体温度显著降低,温度分布更加均匀;通道侧壁附近低流速区明显减小,整体流速显著提高。当雷诺数在736时,MC-ATC的综合性能因子达到1.75。

微通道散热器快速热模型构建及试验验证

随着电子设备不断朝着集成化、微型化方向发展,电子设备的热流密度不断提高,微通道散热器得到越来越广泛的应用。文中针对微通道散热器仿真速度慢且难收敛等瓶颈问题,提出了一种基于神经网络的快速热模型构建方法。首先,通过对散热系统传热过程的理论推导分析,建立可准确表征传热过程的热网络模型;然后,基于神经网络算法建立快速热模型,并将模型定制化封装;最后,搭建热模型测试系统,设计验证样件,对所建立的快速热模型进行试验验证并予以校正。经对比验证,快速热模型的仿真与试验测试结果吻合度高,最大误差为7.82%,在工程设计可接受误差范围内;基于快速热模型进行仿真仅用时30s,仿真速度得到显著提高。

微通道散热器新型结构设计及流动与散热分析

为了提高微通道散热器的散热性能,采用Fluent对散热器内部流场流动和换热特性进行了数值仿真分析。同时通过调整通道和翅片截面的宽度,添加肋柱与孔洞,设计了一种新型微通道散热器结构。结果表明:在不同入口体积流量(0.25—1.5 L/min)下,新型微通道散热器结构的各通道内质量流量的极差为初始结构的1/8,流体不均匀分配因子为初始结构的9%—56%,基底最大温度降低6.4—8.8℃,基底平均温度降低7.1—10.1℃,高换热量区内换热量的极差为初始结构的17%—24%,平均Nu数是初始结构的2.1—2.4倍。Rth值较初始结构减少了7%—26%。说明该设计结构下的内部流场分配均匀且换热型性能优越。

车用双层微通道散热器热性能的优化研究

随着纯电动汽车芯片性能的快速提高,散热不足已成为电子技术发展的瓶颈。当热流密度超过100 W/cm 2,传统空气冷却技术就无法满足散热需求。双层微通道散热器因为具有较大的传热面积与体积比,被认为是改善散热性能的最佳方法之一。论文针对纯电动汽车芯片散热技术问题,采用响应曲面法对双层微通道散热器开展了优化研究。结果表明,优化后有更好的整体散热性能,与原始尺寸的两种双层微通道散热器相比,热阻分别降低4.23%、9.42%。

嵌入式微通道散热器实验与数值研究

针对高热流密度固体激光器的散热问题,借助微机电系统(MEMS)技术,利用微通道/热源协同设计方法,换热器采用连续S型微通道,并利用歧管形成分层分段流动,研制出了一套微型紧凑的嵌入式歧管S型微通道散热器,并开展了实验研究。使用HFE-7100作为冷却工质,在发热面局部最高温度小于100℃、平均温升小于45℃的情况下,两相时可带走625 W/cm2的热通量,相比传统的歧管矩形微通道散热器提高了12%,但流阻增大了约56%;利用数值模拟方法,通过改变S型的振幅和波长,根据发热面平均温度、换热面平均努塞尔数、压降和综合性能因子来评估S型微通道散热器的结构参数对其散热能力和流动阻力的影响,寻找S型微通道的最优结构设计参数组合。结果表明该散热器的综合性能因子在一个特定的S型形状下存在最佳值。

不同直径和流量对层叠式微通道散热器热性能的影响研究

本文基于PCHE板提出层叠式微通道散热器,并对其在不同直径和流量下进行了数值模拟分析。结论表明,增大流量可以增强散热器换热性能,当散热器一个分析单元的流量从20 ml/min增至40 ml/min时,热阻可降低约35%,但随着流量的进一步升高热阻的减小率也会逐渐下降。流量保持一定时减小通道直径也可以达到增强换热的效果,但增大流量以及减小通道直径都会引起压降的增加。层叠式微通道散热器各层通道的换热情况不相同,底层流体在入口处附近换热较强,而高层部分的流体在入口处换热很弱。在充分发展段,各层通道流体与壁面换热的Nu数趋于一致。

复合纳米流体在歧管微通道内的流动传热数值模拟

对歧管微通道散热器中复合纳米流体的流动与传热特性进行数值模拟.以水基Al_(2)O_(3)-CuO复合纳米流体为工质,探讨纳米颗粒混合比例、体积分数(φ)、雷诺数(Re)以及引入凹槽对散热器流动换热的影响.结果表明,复合纳米流体在较高的体积分数和雷诺数下具有较好的热力学性能,但相应的压降也会增大.混合比例1∶4的复合纳米流体整体性能最优,在Re=100,φ=6%时,泵功消耗比单一的水基Al_(2)O_(3)纳米流体降低18.9%,综合性能指标提高21.7%.在歧管微通道的侧壁上添加不同形状的凹槽与光滑歧管微通道的换热效果基本相当.

不同散热翅片结构下的芯片散热性能分析

为了缓解芯片热点散热问题,基于一种结合微通道和针翅形散热片的混合散热器,提出了3种具有不同截面形状翅片的微通道散热器,运用计算流体力学方法展开相关研究,分析了3种微通道散热器的背景区域和热点区域的温度场以及流场分布特性,选取散热器峰值温度、温差、压降和等效热阻作为性能参数,评估3种散热器的散热性能.结果表明,在4种冷却液入口流速(0.2 m·s^(-1)、0.4 m·s^(-1)、0.6 m·s^(-1)、0.8 m·s^(-1))下,圆柱形翅片的微通道散热器均呈现出最低的峰值温度、最小的温差和最低的等效热阻,以入口冷却液流速为0.2 m·s^(-1)为例,圆柱形、四棱柱形、三棱柱形翅片的微通道散热器热源面的最高温度分别为358 K、360 K、364 K,温差分别为21.3 K、22.1 K、23.7 K,说明圆柱形翅片具有最佳综合传热性能.

石墨烯微通道的流动传热数值模拟

为提高微通道散热器的传热性能,笔者采用在流道内壁涂覆石墨烯的方法对微通道的传热效率进行了优化。通过将分子动力学(Molecular Dynamics, MD)模拟与计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)相结合,研究了入口流速、通道长度对石墨烯微通道和普通微通道的固液界面总传热率的影响。结果表明:石墨烯的引入使流体分子相对壁面产生了滑移,增大了流动的平均速度,降低了流体分子间的速度差异性;使用石墨烯涂层和增大入口流速均可大幅提高界面传热能力;相比于普通微通道,石墨烯微通道的传热率最高提升了49%,最高平均热流密度可达730 W/cm^(2);界面总传热率随通道长度的增大而提高,最终达到其最大值并趋于稳定。研究结果对于高性能微通道散热器的设计有一定的参考价值。

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.

微通道散热器新型通道设计及性能分析

微电子设备的发热问题严重影响着其可靠性,散热器的热设计已成为微电子设备结构设计中不可忽略的一个重要环节。微通道散热是近年来发展起来的一种新型散热措施。设计了多种新型的微通道散热器结构,并利用数值方法研究了新型微通道结构散热性能及微通道内流体的流场分布情况。研究结果表明,新型微通道散热器增大了换热比表面积,具有较好的散热效率。菱形肋微通道(导流角度120°)的散热效率改善的尤为明显。各新型微通道靠近壁面的死区较少,流体与通道的接触面积也更多,因而换热效果较好。尤其是菱形肋微通道(导流角度30°)内的流场分布更为均匀。

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。

新型微通道散热器设计仿真

在传统的硅基微通道散热器原理基础上,通过采用高热导率的散热板,以及特殊的变截面微通道阵列,实现微型散热器工作流体的整体稳定流动和短程均匀散热工作模式.采用ANSYS通用有限元分析软件,给出了典型换热单元在参考流速1m/s,温度283K初始状态下的流速场和温度场,散热器可输运5×107W/m2的热通量,总热阻低至0.0106℃/W.仿真结果初步验证了设计构想的合理性,散热器有望拥有良好工作特性.