高热流密度自然对流条件下改善热传导性能的实验研究

对半导体制冷器件的热端散热进行了理论分析并研制了适合高热流密度且自然对流散热的散热器。通过对试件的测定表明：其传热性能比采用铝翅片加风扇的强制对流方式好，可实现低热阻、无噪声散热。这种散热器同样适合其它有静音要求同时需要传递高热流密度的场合。     

均热板散热效能研究

均热板是近年来新兴的一种高效散热技术。文中针对均热板散热器和铜铲齿散热器在同等工作条件下进行了实验测试。测试结果表明,对于高热流密度的器件,均热板散热器散热效果优于铜铲齿散热器,且质量更轻。     

电子器件的散热技术及其计算方法

介绍了电子器件散热中常用的部件,包括热管、散热器、微型风扇等,以及为满足不断提高的热流密度而出现的新型散热部件,如振荡热管、微槽道散热器等。同时,结合电子器件散热特点,总结了散热计算的一些方法。这些计算方法是进行产品热设计和热分析的重要工具。     

高热流密度功率器件热设计及实验研究

雷达系统中的DAM模块发热量大,热流密度高,其散热性能直接影响功率器件运行的可靠性。对从功率器件到散热器之间的传热路径以及散热器风道侧参数进行优化设计,确定在热源上焊接铜板以降低热流密度、选择导热性能优异的界面接触材料、冷板局部焊接铜板以减小平面方向温度梯度、增加散热器翅片高度和加密散热器翅片排布等优化设计方法改进常规风冷散热方案,并对优化后的风冷散热方案进行实验研究,实验结果与仿真结果相吻合,验证了风冷散热优化方案的可行性。     

高效热扩展技术在干式T/R组件散热中的对比研究

T/R组件散热是有源相控阵雷达领域的重要课题,大功耗、高热流密度器件在冷板上会形成局部热障,产生扩展热阻。文中以干式风冷T/R组件散热为研究对象,采用三维数值模拟方法对铝冷板、金刚石/铜、热管及蒸汽腔等高效热扩展技术进行了对比研究,探讨了导热系数、冷板厚度、对流换热系数对扩展热阻的影响规律。结果表明,提高冷板的等效换热系数是减小扩展热阻、强化传热最有效的途径之一。同时合理优化冷板厚度及散热器对流换热系数能有效降低高热流密度器件的工作温度。     

中压矿用变频器主电路损耗分析及散热设计

对矿用变频器主电路器件损耗做了全面分析,用线性近似法对IGBT进行损耗分析,分析了功率器件内部热源与外界环境之间的热流路径,并在此基础上设计出了水冷散热器。实验表明,该散热设计使变频器具有很好的散热效果,可满足工业实际应用的要求。     

柔性热管的研究现状与发展趋势

热管凭借高传热效率、高稳定性、长寿命和低成本等优势已经成为解决高性能微电子器件散热难题的主要方案。然而,日益兴起的柔性可穿戴式电子设备对高热流密度电子器件的散热系统提出柔性化需求,传统铜、铝基热管已经难以满足轻薄型柔性电子设备的散热需求。可弯曲、高性能、轻薄化的柔性热管逐渐成为热管技术的研究热点和发展方向。详细介绍柔性热管的结构类型、封装工艺和应用领域,重点综述目前国内外关于柔性热管在吸液芯结构和封装工艺等方面的研究进展,分析讨论其在柔性微电子器件散热领域应用中存在的不足,并对柔性热管的发展趋势进行科学预测与展望。     

某高热耗及高热流密度风冷散热热设计与优化

随着大功率器件的普及,单点热耗高且热流密度大的问题越发突出。以往的解决方法都采用液冷散热,但液冷散热相较于风冷散热存在设备量大、成本高等缺点。文中探讨采用风冷散热解决单点热耗高且热流密度大的问题,使风冷散热方式在高热耗、高热流密度工程上得到应用。通过仿真分析,采用蒸汽腔（Vapor Chamber, VC）均温板并进行风冷冷板结构参数优化,达到减小传热路径上各热阻的目的,从而设计出了满足散热要求的风冷冷板。装机后对实物进行测试,验证了风冷散热在高热耗、高热流密度散热问题上的可行性。     

电子器件冷却用散热器的结构形式与研究进展

散热器是电子器件散热或冷却的主要部件之一,散热器结构形式的设计与参数选取直接影响到散热效果。目前,电子器件常用的散热器有柱状翅片散热器、矩形通道散热器、锯齿形翅片散热器和液体冷却散热器等几种。散热器流动与换热的研究是进行结构参数优化及新型散热器研制的基础,而结构参数优化可减小散热器的体积,节省材料,提高散热效果。为解决一些发热量周期性变化或间隙性工作的电子器件散热问题,相变材料被应用到散热器中。此外,微通道可有效解决高热流密度电子器件或芯片的散热问题,但微通道流动压降较大,因此如何减小流动压降成为微通道散热器设计的一个关键。     

水冷式热管散热器在服务器中的应用研究

为了满足数据中心服务器的散热需求,设计了一种水冷式热管散热器对服务器的CPU进行散热,并搭建服务器测试平台对此散热器的性能进行测试。在不同的CPU负载率η、环境温度Ta、进水温度Tw情况下,对安装了水冷式热管散热器的服务器进行实验研究,得出服务器CPU的温度变化规律。实验结果表明:水冷式热管散热器相对于传统的风冷散热器具有更高的散热效率,散热器的热阻仅为0.0704℃/W。影响水冷式热管散热器散热效果的最主要参数为进水温度,而环境温度对CPU的温度影响相对较小。因此,通过提高环境温度的方法,可以减少数据中心空调设备的热负荷,以达到节能的目的。     

高温热管换热器的研究与工业应用

介绍了以液态金属热管技术为代表的高温热管换热器的研究与工业应用。研究内容涉及液态金属热管传热性能及其传热极限的研究、高温热管换热器整体传热特性及效率的试验研究、液态金属热管工业应用安全性的研究、低合金钢－液态金属热管相容性的研究、高温热管换热器的模拟优化研究。基于理论及实验研究基础，高浊热管换热器得以在工业领域应用，介绍了高温热管热风炉与高温热管取热器的工业应用实例。     

密封机箱内电子元器件及热管冷却的热设计

利用现代计算机辅助热设计和数值模拟热分析技术,对研制中的某便携式密封机热行为进行了数值模拟。获得了密封机箱内芯片等元器件的温度分布。计算结果表明,原设计导致芯片超温工作。采用热阻较小、传输效率高的热管传递热量,利用热传输对芯片进行冷却,得到了较好的冷却效果。并对散热器位置进行了分析。为优化和改善密封机箱的热设计提供了理论依据。     

脉动热管理论及技术进展

脉动热管作为热管家族新成员,相对传统热管和其他的散热器件有着很大的传热优势,能够实现高热流密度的微型电子器件的散热要求,近年来很多学者开展了对脉动热管的理论和技术研究,本文主要从以下方面介绍脉动热管研究进展:实验研究,通过可视化和传热性能实验,观察流型变化并分析传热强化效果;理论研究,通过建立脉动热管的简化模型,采用数值模拟的方法观察流动过程中流态的变化或者采用数值编程计算的方法分析求解脉动热管的传热过程;管路结构改进研究,采用不同的脉动热管的管路形式来实现两相流工质的合理分配,减少两相流的局部阻力,从而分析其对传热的影响。     

微电子芯片高热流密度相变冷却技术

介绍了微电子芯片高热流密度相变冷却技术,包括热管、热虹吸、环路热管、毛细泵吸环路,分析了各自的优缺点,提出LHP和CPL技术是唯一能替代热管技术的先进相变冷却技术,将是今后微电子芯片高热流密度冷却的主要方向.     

热管换热器用于LED冷却系统的试验研究

研发了一种将大功率发光二极管(LED)散热和热管传热相结合的用于大功率LED冷却的热管散热器,并对设计出的热管散热器的传热性能进行了试验研究。结果表明,该热管散热器具有良好的散热能力,在输入功率为50W的情况下能控制节点温度在70℃以下,而且热管换热器的散热能力和工作倾角有密切关系,倾角越小,散热能力越好,垂直使用时散热能力最差,最后从理论上加以分析。     

板翅式热管散热器充液率、倾角对冷板温度场的影响

动车牵引变流器用板翅式热管散热器由于结构的特殊性,在倾斜时充液率、倾角对空腔冷板温度场的分布影响较大,试验难以实现对此的研究。因此,本文通过建立数学模型,采用ICEPAK数值模拟软件,以实际模型的板翅式热管散热器为例,分析了充液率,倾斜角度对散热器有效传热面积比,冷板温度场分布的影响,得到该散热器的最佳充液率范围为0.5~0.6。     

Analysis of collapse in flattening a micro-grooved heat pipe by lateral compression

The collapse of thin-walled micro-grooved heat pipes is a common phenomenon in the tube flattening process, which seriously influences the heat transfer performance and appearance of heat pipe. At present, there is no other better method to solve this problem. A new method by heating the heat pipe is proposed to eliminate the collapse during the flattening process. The effectiveness of the proposed method is investigated through a theoretical model, a finite element(FE) analysis, and experimental method. Firstly, A theoretical model based on a deformation model of six plastic hinges and the Antoine equation of the working fluid is established to analyze the collapse of thin walls at different temperatures. Then, the FE simulation and experiments of flattening process at different temperatures are carried out and compared with theoretical model. Finally, the FE model is followed to study the loads of the plates at different temperatures and heights of flattened heat pipes. The results of the theoretical model conform to those of the FE simulation and experiments in the flattened zone. The collapse occurs at room temperature. As the temperature increases, the collapse decreases and finally disappears at approximately 130 ℃ for various heights of flattened heat pipes. The loads of the moving plate increase as the temperature increases. Thus, the reasonable temperature for eliminating the collapse and reducing the load is approximately 130 ℃. The advantage of the proposed method is that the collapse is reduced or eliminated by means of the thermal deformation characteristic of heat pipe itself instead of by external support. As a result, the heat transfer efficiency of heat pipe is raised.     

Equivalent thermal conductivity of heat pipes

In precision machining, the machining error from thermal distortion carries a high proportion of the total errors. If a precision machining tool can transfer heat fast, the thermal distortion will be reduced and the machining precision will be improved. A heat pipe working based on phase transitions of the inner working liquid transfers heat with high efficiency and is widely applied in spaceflight and chemical industries. In mechanics, applications of heat pipes are correspondingly less. When a heat pipe is applied to a hydrostatic motorized spindle, the thermal distortion cannot be solved during the heat transfer process because thermal conductivity or equivalent thermal conductivity should be provided first for special application in mechanics. An equivalent thermal conductivity model based on equivalent thermal resistances is established. Performance tests for a screen wick pipe, gravity pipe, and rotation heat pipe are done to validate the efficiency of the equivalent thermal conductivity model. The proposed model provides a calculation method for the thermal distortion analysis of heat pipes applied in the motorized spindle.     

翅片热板散热器的设计

针对功率电子元器件散热的需要,设计一种新型功率电子元器件新型散热器一翅片式平板热管散热器,并通过强度较核了设计的合理性,通过实验检验了设计的可靠性.     

IGBT用3D复合热管散热器的数值仿真与实验验证

IGBT元件广泛应用于变频器、逆变器、电力传动等各个方面,随着其工作热耗和自身体积功率密度的不断增大,其散热设计的好坏直接关系到其运行的稳定性、可靠性及使用寿命。文中以应用于IGBT模块冷却系统的3D复合热管散热器为研究对象,详细介绍了其结构组成和工作原理,并通过数值仿真和实验验证,充分评估了其应用优势。该散热器可在有限的结构空间下,使得超高功率密度IGBT模块的温度得到很好的控制,使得器件长期安全稳定地工作,提高了整机产品的可靠性。