大功率集成LED热管散热器的传热性能

针对大功率集成LED单位热流密度高的特点,提出一种新型的翅片式重力热管散热器,并对其传热性能进行了实验研究,讨论了加热功率和充液率对散热器传热性能的影响。实验结果表明:在加热功率为150W、散热热流密度为37.5W/cm2时,翅片式重力热管散热器的系统热阻在0.08～0.33K/W,此时加热表面温度低于80℃,冷凝段管壁温度相差不超过3℃。该散热器不仅具有良好的均温性,且在工况变化时能快速重新达到稳定,满足大功率LED的散热需求。     

翅片式热管散热器自然对流换热特性分析与多目标结构优化

采用数值计算方法对一种应用于半导体制冷片热端散热的翅片式热管散热器进行模拟,探究自然对流条件下不同翅片参数对散热器换热特性的影响。结合多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ),以影响散热器散热的两个主要参数——翅片表面传热系数和肋面效率为优化目标,对散热器整体做出综合优化,并对优化结果进行K均值聚类分析,提出了翅片端优化原则。结果表明,肋面效率对散热器性能的影响有限,提高表面传热系数可显著降低散热器总热阻;与未优化方案相比,所选优化方案可使基板热端面温度下降3.5K,散热器热阻降低18.22%。     

大功率晶闸管风冷重力热管散热器的新结构与传热试验

本文介绍了蒸发段内壁采用轴向槽道加抑泡孔管的风冷重力热管散热器。性能试验表明:这种热管散热器的热阻低达0.0129℃/W,主要性能指标优于国内外同类热管散热器,风冷散热能力达到水冷散热器水平。     

基于ANSYS技术的CPU热管式散热器换热规律实验研究与数值模拟

CPU的工作温度是判断CPU性能的一项重要参数,为克服解析计算求取CPU温度精确值的困难,利用ANSYS有限元软件对热管式散热器与普通翅片散热器进行了热特性分析,模拟计算出稳态温度场分布,以及不同功率下CPU中心点的换热特性。研究结果表明,在稳定状态时,热管式散热器较普通翅片散热器具有极强的热传导性能;在CPU高功率工作时,普通翅片散热器CPU温度超过85℃无法满足换热要求,而热管式散热器CPU温度低于75℃,完全达到换热效果;模拟计算值与实验值最大相差4．1℃,应用数值模拟的方法研究CPU热管式散热器换热特性是可行。     

基于大平板热管的电池热管理实验及仿真

热特性是影响锂离子电池性能的主要因素之一,当电池以较高倍率进行充放电时,热量聚集使温度迅速上升,影响电池性能,甚至会产生燃烧或爆炸.本工作搭建了一种基于大平板热管的高效高均温性电池散热模型.电池组置于大平板热管上,底部辅以风冷散热,在不同工况下对电池表面平均温度及最大温差进行数值计算,并通过实验验证了热管理模型准确性.结果表明,当环境温度为20℃、冷却风速为5 m/s、以1 C放电至截止电压时,电池组平均温度为38℃,最大温差为1.9℃;在大平板热管散热端适量布置翅片可增大换热面积,提高换热效率.     

微槽群平板热管散热器传热性能的研究

分别选择不同的翅片间距和高度,对一种新型微槽群平板热管散热器的翅片结构进行优化,得到了热管散热器的最佳整体结构。结果表明:翅片的间距为14mm、高度为60mm时,平板热管散热器的传热性能最好。将热管、管脚以及翅片的温度与实验结果进行对比,结果吻合良好。     

两相闭式热虹吸管的强化传热实验研究

一、前言 两相闭式热虹吸管作为传热元件的重力热管散热器用于硅元件低温差风冷散热在电力电子设备中开始得到一些应用。随着电力电子设备不断向大功率和小型化方向发展,要求在散热器重量和体积尽可能小的情况下,不断提高散热器的散热功率。采用强化热虹吸管的沸腾和凝结换热的措施,减小蒸发和凝结热阻,对于改善重力热管散热器的性能,提高散热功率有重要意义。     

聚光光伏系统热管散热器的实验研究

聚光太阳电池温度是影响电池转换效率、安全稳定性及使用寿命的重要因素。针对聚光光伏系统中因高热流密度带来的电池散热问题,设计一种新型平板式不锈钢材质热管散热器,并进行相关的实验研究。实验结果表明:热管散热器的最佳充液率范围为20%~30%;新型热管散热器基板的扩散热阻约为0.1 K/W,而普通铝型材为0.38 K/W,热管散热器均温性更佳;在自然对流条件下,当确保模拟电池温度不超100℃时,热管散热器可应用于最大聚光比为78.57的太阳电池散热;且研究发现工作范围内的太阳电池角度变化对热管散热器的影响不大,热管散热器能同时适应折射型和反射型聚光光伏系统。     

翅片参数与PCM材料对散热器传热影响实验研究

为了研究翅片数量、倾斜角度及相变材料对带有纵向翅片的电源散热器传热性能的影响,在恒定热负荷为16 W的条件对含相变材料和不含相变材料两类工况下的5种不同结构散热器进行了实验研究.通过搭建的由实验段、直流电源、数据采集设备等组成的实验系统开展实验,分析了翅片数量(1～5片)、散热器倾角(0°～90°)和相变材料(正二十烷)对散热器传热性能的具体影响,并通过含相变材料散热器的温升变化特征以及相变传热特征对散热器热性能进行了评估.结果表明,倾斜角度和翅片数对液相相变材料对流单元的形成以及传热和运行时间起着关键作用.对于0°倾角的含相变材料散热器,相比1个翅片,5个翅片达到最大允许温度所需的时间增加了80％,而当倾角增加到90°时翅片数的增加对时间的影响不显著.对于所有的倾斜角度,各个测点的相变材料(PCM)温度值都随着翅片数的增加而减小.当倾角增加时,由于浮力诱导流的增强促使对流液相相变区域变大;在单翅片工况下,60°倾角相比0°倾角状态下的工作时间延长78.6％.     

蒸汽喷射制冷原理在大型翅片散热上的应用

研究了一种利用喷射制冷原理的翅片散热器散热效率提高装置。创新性地将蒸汽喷射制冷原理应用于翅片散热器,可有效提高翅片散热器散热效率,解决因工况环境等因素导致的设备散热不及时等问题,符合绿色环保节能减排发展理念。     

电子元件散热器翅片自然对流散热性能研究

针对室外电子设备在自然对流条件下的散热问题,设计开发了一种新型散热器翅片结构——翅片开孔式涡流发生器,易于加工且直接与翅片连接,不存在焊接的问题。利用数值模拟的方法探究了涡流发生器的布置方式与攻角对散热器散热的影响。结果表明:翅片开设三角孔,在翅片间空气流动过程中起到了明显的作用,有效降低了三角形涡流发生器造成的流动阻力,增加了空气的扰动;当涡流发生器间距为40 mm、攻角为15°时,散热器翅片高温热源区域的散热效果最好。     

用于电子元件散热的集成热管换热特性研究

本文对应用于电子元件散热的热管换热器在不同的加热功率、不同风量情况下的传热特性进行了实验研究，从而得出换热量、总热阻、翅片表面阻力系数、换热系数、总热阻与加热功率及风道内空气肫数的关系，并与市场上的SP-94型热管散热器及传统纯铜散热器进行了比较，发现该热管换热器无论是散热量、平均换热系数还是总热阻都有明显的优势。因此，这种散热器在实际工程应用中必将有着广泛的潜力。     

汽车水散热器设计软件开发

为了降低散热器的设计成本并提高计算精度,利用PowerBuilder开发了汽车水散热器设计软件,其计算功能包括校核计算、翅片间距优化计算、翅片高度优化计算、管长优化计算及管排数优化计算。对比分析试验表明:计算结果具有较高的精度。计算分析翅片间距、开窗角度、风速及冷却液中乙二醇百分比对散热器性能的影响。研究表明:减小翅片间距及增大风速可提高换热性能;减小开窗角度可降低风侧阻力;增大乙二醇百分比可降低冷却液出口温度。     

某系统散热器用热管传热性能试验研究

针对某工程使用的热管散热器传热性能的影响因素进行了分析,发现充液量是决定热管散热器换热性能的关键所在。为此,对Nusselt(努塞尔特)竖壁膜状冷凝理论解进行了修正和补充,从而得出适合工程应用的理论计算式。依据此式计算出某地铁牵引系统热管散热器的理论充液量应为2.85 g,再按国家标准规定的热管传热性能试验方法对不同充液量的热管进行研究,得出了额定功率下散热器热阻随充液量变化的规律。经分析认为,散热器的最佳充液量为3g,该结果经试验证明与理论计算一致。同时通过对该充液量热管进行传热极限试验,证明3 g的充液量不仅具有适当的设计余量,还可以保证地铁系统出现过载工况时系统的运行可靠。     

矩形翅片的传热分析与数值模拟

对椭圆芯管矩形翅片和大功率晶闸管用热管散热器偏心圆芯管矩形翅片的传热进行了分析和数值模拟,获得了相应的肋效率曲线,并与已有的近似解作了比较。初步考查了偏心度、材料变物性和翅基温度的不均匀性对偏心圆芯管矩形翅片传热的影响。     

基于冷藏箱热端散热器的优化设计

半导体制冷片可作为小型冷藏箱的制冷模块,但受到热端散热性能以及工作电流的影响较大。利用Flo THERM软件,建立以半导体制冷片为制冷模块的冷藏箱模型,通过对冷藏箱热端散热器不同结构形态下散热的仿真计算,由此得出在强迫风冷散热方式下散热器的最优结构,并在此结构下仿真计算出半导体制冷片的最佳工作电流,得到该冷藏箱的最低制冷温度。冷藏箱整体温度控制在2～8℃,具有较好的冷藏效果。     

履带车用锯齿型翅片传热器结构参数优选与性能研究

利用数值模拟的方法对履带车用锯齿型翅片散热器的翅片间距和翅片切口长度进行结构优选,引入了同功耗强化传热评价指标(performance evaluation criteria,PEC),对比了不同翅片间距和翅片切口长度的散热性能。研究结果表明:翅片间距和翅片切口长度分别为2mm和4mm时,翅片的综合性能最优。根据数值计算结果研制散热器样件,利用风洞试验台对翅片切口长度为4mm,翅片间距分别为1.5、2.0和2.5mm试验样件进行测试,试验结果与仿真结果较一致,误差在10%以内。通过试验数据拟合出适用于三种翅片间距锯齿形传热器在试验的雷诺数范围内的传热和阻力性能关联式,并分析了水侧流速对空气侧传热性能的影响。     

基于压电驱动的电子芯片散热器试验研究

电子芯片的散热一直是影响计算机技术发展的关键问题,液冷方式中采用微喷射结构散热器是满足电子芯片高效散热的有效方法。设计了利用叠堆式压电驱动器散热系统,利用压电陶瓷产生的中低频振动,实现对电子芯片冷却器散热板的脉动喷射,进行了同参数下微喷射散热器与微槽道散热器散热对比试验研究。试验表明,利用叠堆式压电陶瓷可以更有效的满足散热器槽道及微喷微小尺度的流体驱动问题。微喷射散热器具有优良的稳态下的散热性能和瞬态下的储热性能。     

异型高温热管翅的实验研究

对一结构特殊、长为6cm的异型高温热管翅在不同的工况下进行实验研究。通过改变蒸发段长度、绝热段长度、冷凝段长度、散热条件及其放置位置，观察其壁面温度分布情况，掌握其最佳工作状况。结果表明，当热管翅水平放置且在自然环境下散热时，不凝性气体的影响使热管翅冷凝段末端温度偏低；当蒸发段长度太长时，热管翅蒸发段会出现过热点，而冷凝段出现温度回升现象；若使热管翅的冷凝段在有限空间散热，则温度回升现象消失；当热管翅倾斜放置时，热管翅工作性能处于最佳状态。     

典型低温散热器性能实验和案例分析

为提高供暖系统能效和节约能源,采用低温供暖系统扩大新能源和可再生能源供热比例是目前重要的发展方向。首先通过散热器标准实验对铜铝复合低温散热器、铝制低温散热器和铜管强制低温散热器这3种低温散热器的散热性能进行了分析,结果表明:3种散热器低温工况拟合曲线与高温工况拟合曲线具有共线性,可以使用高温工况拟合曲线进行低温工况散热量计算。以北京某办公楼为建筑原型,进行低温散热器选型分析,结果表明低温工况下,强制对流散热器散热性能最好,且占地面积与铜铝复合散热器、铝制散热器在高温工况下的占地面积相近,适宜于在示例建筑中应用。所得研究结果为低温供散热器的实际应用提供了理论基础和实验数据。