电子吊舱液冷系统指标匹配研究

对某电子吊舱液冷系统展开研究,提出一种液冷系统指标匹配设计流程及方法,依据循环系统流程设计、管网设置以及设备布局设计,完成供液流量、系统流阻和液体容积等指标分配。通过理论计算与CFD数值仿真相结合的方式对液冷系统指标进行匹配设计,并完成指标测试。结果表明,电子吊舱液冷指标匹配设计方法具有较好的通用性,可有效完成电子吊舱的液冷系统指标分配、计算及测试,可为同类液冷系统设计提供参考。

微通道液冷冷板散热特性研究

本文研究了3种典型构型微通道冷板的散热特性,分别为冷板盖板与翅片焊接、冷板盖板与翅片不焊接以及翅片双面插排形式。对比了3种不同构型冷板的散热能力并对3种构型冷板的流阻特性进行了研究,发现翅片排布越密集流阻越大,越不利于整个液冷系统的流量分配。研究了冷却液流量对功率芯片温度的影响,发现冷却液流量较小时,流量增加可大幅降低芯片温度,当冷却液流量足够大时,冷却液流量对芯片温度影响不大。通过对不同翅片高度和不同单边厚度的冷板进行研究,发现翅片高度6 mm工况下当翅片和盖板间隙0.3 mm时冷板散热能力最强,其余厚度冷板翅片盖板间隙0.2 mm时散热能力最强。冷板单边厚度越小,传热热阻越小,功率器件温度越低。

液冷电子设备的冷板流阻匹配研究

液冷技术已广泛应用于高密度航空电子设备的冷却系统中,为了使航空电子设备的单机冷却系统工作在接近理论设计工况下,在设计上必须保证其中的散热器或冷板的流阻与载机环控系统设计的流阻分配值相匹配。文中介绍了某机载电子设备液冷冷板的流阻匹配设计过程,通过热流耦合仿真计算,择优选取了满足散热需求、同时流阻较小的方案。该方案很好地匹配了流阻指标要求,得到了试验验证。

混合动力车辆制动电能耗散系统研究

提出了一种由内流液冷式制动电阻构成的制动电能耗散系统,用于解决混合动力车辆制动过程中需要耗散制动电能的问题.对制动电能耗散过程中的能量转换、传递和耗散过程进行了理论分析及计算,并应用到具体车型案例中.结果表明,该系统能够很好地满足车辆制动能量的耗散需求,且不会引起发动机冷却系统散热不足的问题.

低温永磁波荡器过冷液氮冷却系统的设计

低温永磁波荡器(Cryogenic Permanent Magnet Undulator,CPMU)是目前插入件技术发展的主要方向之一,其利用一些永磁材料,如钕铁硼(Nd Fe B)或镨铁棚(Pr Fe B)的磁场性能在低温下明显高于室温的特性来提高波荡器性能和光源束流品质,工作温区为50-150 K,需要冷却系统的冷却。CPMU冷却系统主要包括过冷液氮冷却系统和磁体阵列冷却回路。本文介绍了上海光源(Shanghai Synchrotron Radiation Facility,SSRF)CPMU过冷液氮冷却系统的设计方案和设计参数,进行了系统主要热负载的分析;对冷却系统中关键设备之一的过冷换热器进行了设计,并计算分析了过冷氮流经CPMU冷却系统的全程阻力损失,为系统另一关键设备液氮泵的选型提供依据。对CPMU过冷液氮冷却系统进行的在线测试表明,该设计满足CPMU样机的冷却需求。

冶炼炉虹吸负压水冷水力系统计算模型的推导

本文对高温冶炼炉虹吸负压水冷系统进行了现象分析和虹吸负压机理研究,提出了管槽差、槽位差、虹吸负压有效水头、虹吸负压水流流速四个数理概念,并根据伯努里方程和达西摩阻系数公式推导出了刘德忠-孙文亮水力计算模型,该模型适用于计算高温冶炼炉虹吸负压水冷却系统的槽位差和水流流速。实验结果表明该模型物理概念清晰、数学形式简捷、计算结果与试验数据接近,方便了高温冶炼炉虹吸负压水冷却系统工程的设计。

多芯片组件的热控制技术

热控制在多芯片组件（MCM）设计中有着极为重要的作用。与此有关的热问题，通过在封装中改善内部热传导路径以及改进外部冷却技术而得到解决。笔者对若干著名实用系统的热设计作了比较分析，回顾了20多年来MCM热控制技术的发展，并对直接浸液冷却、空气冷却和液冷式冷却等技术的优势、限制及其发展前景作了综述。

扰流空心翅片式微流道液冷板流动换热特性研究

液冷板冷却技术是解决高功率芯片热管理问题最有前途的技术之一,带翅片结构的液冷板具有低流阻、低热阻的优势,因而受到广泛关注。目前翅片结构多以实心为主,空心交错翅片对液冷板散热能力和压降等冷却特性的影响尚未得到系统的研究。对此,设计了空心交错翅片液冷板,采用数值模拟的方法研究进口温度和流量对液冷板流动换热特性的影响。模拟结果表明,空心翅片式液冷板具有良好的散热性能,随着进口温度的升高,液冷板温度不均匀性逐渐降低,但降低趋势有所减缓,而流量的增大对降低平均热阻有显著的作用,当进口流量超过1.2 L/min时,液冷板的平均热阻可低于0.04℃/W;然而,流量的增大也提高了流动阻力,当流量增大至1.7 L/min时,流体出口区域形成涡旋,产生回流区,不利于液冷板的散热效果,且流动阻力增大。

基于FloEFD的某机载液冷机架流阻研究

在机载液冷设备结构设计中,机架流阻特性对载机环控系统流量分配至关重要。文章以仿真与试验相结合的方法,对某机载液冷机架进行了流阻特性分析研究。对比分析了液冷机架流阻仿真结果与测试结果,二者偏差较小,验证了机架流阻模型及方法的可靠性;其次,在同一冷却介质的前提下,对比分析了影响液冷机架流阻的两个重要因素——流量及温度。文章中结果可为载机环控系统流阻预分配提供重要依据,同时可作为液冷机架设计及流阻测试的重要参考,提高设计效率,节约试验资源。

液冷散热器性能测试系统的研制

热阻和流阻是评价液冷散热器性能的主要参数。该文研制一套高精度的液冷散热器性能测试系统,由液冷散热器的进口流体温度控制单元、进口流量控制单元、模拟热源控制单元及测量单元组成。在台面温度测量方面,由于现有标准(GB/T 8446.2—2004)规定的温度测点位置不适应液冷散热器热阻测量,提出改进方法。开发相应的测试软件,具有系统控制、数据实时采集、测试报告输出等功能。并对某型号液冷散热器进行实验研究,通过实验数据对系统的测量不确定度进行分析,流阻测试的不确定度为0.48%,热阻测试的不确定度为2.4%。验证系统用于散热器流阻热阻测试的可靠性。

某加固型液冷机箱的热设计

采用理论计算的方法对某加固型的液冷冷板进行了设计计算,机箱采用顶部和底部布置流道的形式,并通过特氟龙管将顶部和底部流道联通,设计流道为S形,流道截面长和高分别为8 mm和4 mm。借助热仿真方法对液冷机箱的热设计进行验证,理论设计值与热仿真值偏差较小,热设计方案可行。

直筒锥段型钢塔塔筒流场及内阻力研究

本文通过数值模型(数模)研究和分析了直筒锥段型钢结构冷却塔塔筒段流场特点,并探讨了直筒锥段型钢结构冷却塔内阻力计算方法。结合风洞物理模型(物模)试验,定性评价了塔内结构构件对塔筒内阻力的影响。数模计算及物模试验结果表明,冷却塔塔筒段阻力值相对较小,在整个冷却系统中所占比例不大。直筒锥段型钢结构冷却塔阻力计算可沿用双曲线冷却塔的阻力计算方法,塔的总阻力计算时建议增加一项塔筒内阻力。蒙皮内置的直筒锥段型钢结构冷却塔塔筒内阻力可采用本文的速度突变构件局阻计算公式进行估算。蒙皮外置的直筒锥段型钢结构冷却塔塔筒内阻力相对较大,可参考本文研究结论或根据具体项目数模或物模研究结果确定。

一种高倍率快充式液冷电池包系统设计开发

针对纯电商用客车设计一种高倍率快充式电池包系统,通过在电池包前面板采用集成模块,提高了电池包的安全性和安装效率,并依据模组中双侧冷却方式,可大幅提高冷却效果。此外,在液冷管路中采用异向水路方式,可降低各个支路流阻差异,从而优化各个模组间的温度偏差。通过系统循环试验,发现该液冷电池包在2C的充电倍率下,其液冷效果显著,可保持在合理的温度范围内工作。

中间热交换器二次侧流量分配及阻力特性试验研究

中间热交换器是液态金属钠冷反应堆堆芯和蒸汽发生器之间进行热交换的重要设备。由于管束众多,理论计算难以得到准确的流量分配情况及阻力特性参数。针对上述问题,以某型中间热交换器为原型,在1∶1模型上开展了流量分配及阻力特性试验,获得了不同流量分配结构的流量分配因子以及二次侧中心下降段、换热管段等局部结构的阻力系数。结果表明,锥形盘和无流量分配结构会导致外层流量明显偏高;而孔板结构会降低外层流量分配因子,使流量分配更均匀。二次侧中心下降段、换热管段的阻力系数随雷诺数(Re)的增加而略微降低。二次侧下封头的阻力系数从大到小依次为锥形盘、孔板2、孔板1、无流量分配结构,总阻力系数的变化也满足这一规律。研究结果为中间热交换器的优化设计提供数据支持。

火箭发动机燃烧室液膜-再生复合冷却数值仿真

对液体火箭发动机燃烧室液膜-再生复合冷却进行了数值计算,针对液膜-燃气流场区多组分、轴对称Navier-Stokes(N-S)方程和再生冷却区单组分N-S方程进行求解,并使用k-ε方程求解湍流流动.对文献中的某液氧/煤油火箭发动机燃烧室进行了数值模拟,该模型的计算结果能够与文献中的计算结果较好地吻合.计算结果表明:①液膜-再生复合冷却能有效地减少壁面热流密度和降低壁面温度,且其形成的冷气边区覆盖了整个燃烧室及喷管壁面;②再生冷却液入口质量流量越大,复合冷却作用越明显,壁面温度越低;③随再生冷却液质量流量的不同其温升在450～600K之间,且质量流量越大,再生冷却液的温升越小.④壁面煤油的质量分数不断下降,在喷管出口壁面处达到最低值,但含有煤油的区域不断变大.

排烟冷却塔的一维热力计算数学模型

文章建立了排烟冷却塔的一维热力计算数学模型,分析了烟气的排入对冷却塔内的气流速度、通风量、气流阻力、空气干球温度以及冷却塔的冷却性能等方面的影响,并与普通冷却塔的热力计算进行了比较分析。工程实例计算结果表明:烟气的排入将使冷却塔出口的混合气体温度增高、冷却塔的抽力和通风量增大,有利于提高冷却塔的冷却效果;当烟气的相关参数置为0时,该模型与普通冷却塔模型的计算结果一致,表明此模型具有良好的通用性。