大功率LED灯干冰喷射散热数值分析

【目的】解决大功率LED灯具高效散热问题。【方法】以干冰为冷却介质，设计出干冰喷射散热器，通过COMSOL软件研究干冰喷射对功率为300 W LED灯的散热特性。【结果】仿真试验结果表明，增大干冰流量能明显改善传热效果，流量由7.85 mL/s增至23.55 mL/s，散热器相同位置处干冰固相分数由0.04增至0.34。增大干冰流速可显著降低基板表面温度，流速由0.1 m/s增至0.3 m/s，温度约降低26.4%，且随着流速增大，降温效果逐渐减弱。【结论】与自然对流和水微喷射阵列冷却方式相比，以干冰为冷却介质的基板表面温度分别降低44.71%和23.44%；与单相射流方式相比，温度降低24.1%。干冰喷射冷却效果明显提升，温度更加均匀。     

地基板非线性力学响应的三维有限元数值模拟

利用有限元分析软件ANSYS,建立了地基板-地基土相互作用体系的三维有限元模型,通过与实验数据的比较,证实了该模型的正确性与合理性.在此基础上,分析了地基土的材料非线性、地基板-地基土之间的状态非线性、地基板的长宽比以及厚度等因素对地基板非线性响应的影响.结果表明,该模型可以比较真实地反映地基板-地基土相互作用的非线性响应状态.     

一款多功能智能散热器的结构设计

为了解决智能散热器应用范围受到限制的问题,笔者设计了一款多功能智能散热器,它可运用在智能手机、笔记本电脑等设备上,其目的是同时解决手机以及电脑散热的问题.散热器由两部分组成,核心部件是单片机STC90C516RD,利用单片机做控制元件,控制半导体制冷片进行降温,将温度控制在合适的范围内.元件可拆卸且可以实现一机多用.     

磁控溅射薄膜的厚度分布

论述了磁控溅射薄膜的厚度分布,从理论上分析了固定基体、基体转动和自转加公转三种状态下的膜厚分布.计算表明,膜厚分布很大程度上取决于基体高度.适当调节基体高度和靶的距离,可以得到很好的膜厚均匀性.实验证实了这个结果.     

以热设计为核心的某功放一体化结构设计

对某功放单元散热与结构设计问题进行了研究,阐述了该功放单元以热设计为核心结构设计思路,通过采用功放模块和电源模块分别固定在组合的散热器上的结构形式,实现了设备强迫抽风冷却设计;并采用Icepak软件仿真完成了功放单元热仿真。通过测试样机验证了该功放单元散热、结构一体化设计的有效可行性。     

1180 MVA三相一体变压器冷却器在线冲洗研究

主变压器是发电厂电能送出的关键设备,冷却系统是变压器的重要辅助设备,其运行工况直接关系到发电机组的送出能力和变压器的绝缘寿命。1 180 MVA现场组装三相一体变压器,结构较为特殊,冷却器的冷却能力与其设计冷却容量有关,更容易受到冷却器翅片脏污的影响。通过对大型变压器冷却器带电水冲洗可行性进行论证,对冲洗工艺进行优化,可以有效改善冷却器的散热效果,值得有关单位借鉴。     

微小通道表面射流冲击冷却系统实验研究

根据电子器件的高热流密度散热需求,设计了阵列式射流与微小通道热沉相结合的闭环回路冷却系统,并进行流动及换热性能测试.通过实验探索了系统运行工况参数如流量、背压、工质除气和入口过冷度对冷却性能的影响;比较了不同结构尺寸参数(射流孔形状、射流孔直径d、射流高度H)下热沉换热及流动性能的差异.实验数据与现有文献中经验关系式的预测结果相符.     

结合Simulink仿真模型开展二阶系统性能教学

为便于学生更好地理解自动控制原理课程中改善二阶系统性能这一知识点,结合Simulink建立二阶系统的比例(P)、比例-微分(PD)及测速反馈控制仿真模型,分析这3种模型对系统性能的影响,并分析比例系数、微分系数及系统开环增益这3个参数对系统响应的影响.仿真结果显示,P、PD及测速反馈对二阶系统性能均有一定程度的改善;适当增大比例系数,系统响应加快,但超调量变大,平稳性差;增大微分系数,系统超调量减小,平稳性较好,但响应变慢,即同向调节比例、微分这2个参数对系统响应产生相反的作用.为得到稳定性好且快速性高的二阶系统,可在增大微分系数的基础上适当增大系统的开环增益.     

带高位厚板转换层混凝土框筒结构地震弹塑性反应分析

研究带高位厚板转换层钢筋混凝土框架核心筒结构的弹塑性地震反应.通过非线性动力时程分析,探讨地震强度水平、转换层层位、转换板厚度、下部结构刚度和楼层屈服承载力对层间位移和楼层剪力等结构弹塑性反应的影响.结果表明:层间位移和楼层剪力随地震强度增大而增大,地震强度越大影响越显著;随转换层层位提高,层间位移增大;转换板厚度增加对转换层下部结构的抗震不利;转换层下部核心筒剪力墙厚度和框支柱截面增大,均会减小结构的层间位移,但下部楼层剪力增大;楼层屈服承载力是影响结构位移反应的重要因素.     

大型速冻设备高效蒸发器传热技术研究

对于大型架构下的速冻设备,采纳不同型式,蒸发器特有的传热系数都会凸显差异。本文探析了高效情形下的这类蒸发器,辨识管路排列、管径尺寸数值、翅片各类形态。不结霜情形下,传热特性最为优良的蒸发器应当配有整体框架内的波纹翅片。对于这类器材,设定传热测验以便获得吻合的系数数值。     

室内散热器对悬浮颗粒物分布的影响

为了研究散热器对室内颗粒物分布的影响,本文对一办公室内散热器上方和室内空气中的颗粒物浓度及粒径分布进行了实测。其间使用Grimm光学粒径谱仪监测了6种不同工况下的颗粒物分布,同时采用TSI8386A-M-GB风速仪对温度、相对湿度和风速进行了测试。结果表明,散热器上方颗粒物沉积快于室内空气中的颗粒物,尤其是对于粒径较小的颗粒物。散热器上方存在比室内空气中更多的大颗粒。此外,颗粒物浓度随温度的升高而降低,多数情况下随相对湿度的增加而增加。     

深基坑开挖对周边管线位移的影响分析

以湘潭某深基坑开挖为研究背景,采用ABAQUS有限元软件对基坑某一横断面进行深入研究,并考虑了土体、围护结构、地下管线的相互作用,分析不同影响因素(分步开挖、预应力大小、钢管桩截面尺寸、地面超载)对管线位移的影响.研究结果表明:一定范围(≤120kN)内增加预应力可以有效地减小管线的位移;钢管桩截面尺寸的变化对管线竖向位移的影响程度大于水平位移;管线最终水平位移随着地面超载的增大呈线性增加.     

电涡流缓速器转子温度场热流耦合分析

电涡流缓速器的散热性能直接影响缓速器的制动性能,而缓速器转子的对流换热在其散热过程中起到了至关重要的作用。本文从电涡流缓速器实际工况出发,对两种机械结构的缓速器转盘进行了热流耦合分析,对转盘的受热关键区域进行逐层分析,探讨了转盘的对流散热情况和热应力集中情况。研究结果表明,改变缓速器的转子结构能有效改善其流场情况,增加层流的比例,减小紊流的情况,对降低缓速器的工作温度起到促进作用。     

Fe/Al2O3纳米复合粉末的结构和磁性研究

在氢气气氛下还原Fe2O3/Al2O3得到Fe/Al2O3纳米复合粉末.利用X射线衍射、扫描电子显微镜和振动样品磁强计对产物的结构、形貌和磁性进行了研究.结果表明,随样品中Fe含量的增加,α-Fe的晶粒尺寸变大,样品的矫顽力减小、比饱和磁化强度增大.     

润滑剂用磁流体的磁流变学性能研究

由道森-希金森最小油膜公式可知,润滑剂用磁流体的摩擦磨损与磁流体的粘度有关.设计了一种测量磁流体粘度的流变仪来研究其变化.从实验结果可知,磁流体粘度随外磁场增大而增大,变化范围为1~10倍,粘度增加与磁场施加之间大约有5 s的滞后;同一磁场作用时,随着时间的改变,粘度也随之增加;磁场强度越大,变化率也越大;载液、磁性粒子和耦合剂也同样会引起磁流体粘度的改变.上述因素影响到油膜厚度,在实际工况中可以通过控制磁流体的粘度来控制油膜厚度,从而控制其摩擦性能.     

平板通道内填充多孔物块的优化换热分析

采用数值模拟的方法,对恒热流壁面平板通道填充多孔物块的流动换热进行了相关研究,分别采用Brinkman-Forchheimer-Darcy流动模型和局部热平衡模型描述多孔介质内的流动和换热,重点研究了多孔物块的填充位置和物块高度对流动换热的影响.结果表明:当多孔物块在纵向上位于通道中心区域时,强化传热效果最好;随着填充多孔物块高度的增加,壁面Num数呈现先增大后减小的趋势,但流动阻力系数却不断增大.     

纤锌矿氧化锌纳米薄膜热导率的数值模拟研究

氧化锌薄膜是一种宽禁带化合物半导体材料,其在光电子器件、压电器件、太阳能电池、气敏传感器等领域有着广泛的应用.采用非平衡分子动力学方法,选取微正则系综,利用Buckingham势函数,模拟了纤锌矿型氧化锌薄膜在z方向的热导率.模拟结果表明:薄膜厚度在15.593~31.2096 nm的氧化锌薄膜在温度为300 K时,其薄膜热导率的范围为0.870575~1.52165 W/(m·K),明显小于对应的大体积氧化锌的实验值,并且氧化锌薄膜的热导率随着薄膜的厚度的增加而增加,具有明显的尺寸效应.     

磷酸铁锂电池在不同存储条件下的性能研究

本文研究磷酸铁锂电池不同荷电状态(SOC)、不同温度存储时电池内阻、厚度及容量的变化。结果表明,高温和高荷电态存储都会加速电池内阻的增大,电池厚度会随着存储时间增加而增加,存储初期电池厚度增加较大;电池高温存储初期,空电状态厚度变化较大。高温会加速电池在存储过程的不可逆容量损失。     

软弱地层对高填路堤变形及稳定性的影响

为研究软弱地层对斜坡软基高填路堤变形和稳定性的影响,采用FLAC~(3D)软件建立斜坡软基路堤有限元模型,分别研究了不同软弱地层特性下高填路堤的最大变形量及稳定系数变化规律。结果表明:(1)随着软弱地层厚度的增加,斜坡软基路堤的变形均逐渐增大;随着坡度的增大,路堤变形先减小后增大;随着弹性模量、内摩擦角或粘聚力的增大,路堤变形逐渐减小;(2)软弱地层厚度和坡度越小,路堤变形影响越小;弹性模量、内摩擦角和粘聚力越小,对路堤变形影响越明显;(3)软弱地层的厚度、坡度和弹性模量对路堤稳定性影响小,而软弱地层土体的内摩擦角、粘聚力过小会致使路堤失稳破坏。     

穿单孔换能器的频率与孔尺寸间的关系研究

研究了前盖板穿单孔夹心式换能器的谐振频率与穿孔尺寸间的变化关系。基于穿单孔换能器的等效电路,利用解析法推导出了该结构换能器的频率方程,计算得到了频率随穿孔尺寸变化的关系曲线,结果发现谐振频率并不是随着穿孔质量的增大而单调上升。在孔深不变时,谐振频率随孔径的增加而增大,而在孔径不变时谐振频率随着孔深的增大先增加后减小,进而解释了其物理意义。