水冷热管针翅散热器换热性能数值模拟

针对目前大功率激光器存在的冷却问题,分析现有冷却方法的优缺点,提出了利用水冷热管针翅散热器解决其散热问题。采用有限容积法研究水冷热管针翅散热器的稳态换热性能,分析热管数量、热管高度、热管直径及翅顶空隙率对散热器换热性能的影响,建立水冷热管针翅散热器的物理模型并进行数值模拟。结果表明:在雷诺数Re为32 300的情况下,热管数量从36根增加到64根时,流体的平均努塞尔数Nu趋于497;热管高度从25mm增至35mm时,Nu下降7.86%,摩擦系数下降10.7%;热管直径从6mm到10mm时,Nu增加77.72%,但摩擦系数增加890.53%;翅顶空隙率从0到0.5时,Nu下降40%,摩擦系数下降44%。研究结果对水冷热管针翅散热器的设计、优化具有一定的指导意义。

针翅式散热器模块流动传热特性数值优化

为提升中高温电子器件的散热性能,以针翅式散热器模块为研究对象,研究了热管长度、散热器宽度、针翅直径、针翅间距和针翅高度5个结构参数对翅片散热性能的影响,对正交实验设计的16个组合方案下翅片的流动换热性能进行模拟。以努塞尔数Nu、阻力系数f、传热性能综合评价指标(performance evaluation criteria,PEC)和全因子评价Y作为评价指标,在每个评价指标下利用极差分析主要影响因素和挑选出优化组合。结果表明:影响Nu、f、PEC和Y的最主要因素是针翅间距;最佳优化组合为:针翅间距为2.5 mm,散热器宽度为80 mm,针翅直径为1.5 mm,针翅高度为20 mm,热管长度为25 mm,模块温降为16.28℃,热阻为0.265℃/W。

大功率LED针翅式散热器散热性能数值模拟

发光二极管(LED)作为新一代光源,得到广泛应用。然而在工作过程中,大部分的电能会转变为热能,使LED的结温升高,可靠性降低。为了使LED芯片产生的热量能够及时有效地散发出去,通常采用翅片散热方法对其进行散热。采用数值模拟的方法对大功率LED针翅式散热器的散热性能进行了研究。为了验证模型的准确性,利用K型热电偶和安捷伦数据采集仪对散热器进行了实验测试。实验结果表明,该数值模型方程能够很好地模拟散热器的散热性能。此外,研究了大功率LED针翅式散热器的几何参数(翅片高度、半径、排数、列数)对LED散热性能(结温、对流换热系数和热阻)的影响,并且对翅片结构进行了优化分析。

电机控制器IGBT模块水冷散热研究

电机控制器的散热性能影响着电机的输出性能。为了解决IGBT模块高热流密度的问题,以直接水冷IGBT模块翅针散热器为研究对象,采用有限元方法建立翅针散热器及电机控制器冷却水槽的散热模型,并利用有限元软件ICEPAK对不同流量、结构参数下IGBT模块翅针散热器的散热性能进行仿真分析,总结了各主要参数对散热性能的影响规律。结果表明,在满足散热器压降的条件下,翅针直径为2.6 mm,翅针长度为8 mm,翅针间距为7.2 mm×4.2mm,流量为10时翅针散热器具有更好的散热效果,其结论对翅针散热器的优化设计提供了参考。