新型冷板对服务器CPU散热的研究及能耗分析

设计了一种新型服务器散热的冷却装置,以一台服务器CPU及机箱为研究对象,建立热分析数学模型.通过比较空气冷却与液体蒸发冷却的模拟散热效果,分析施行强制对流协同冷板蒸发冷却方案的可行性.实验验证了模拟的可行性,结果表明:强制对流蒸发冷却对服务器CPU及机箱散热效果明显,120 W高功耗下CPU的工作温度仍较为稳定,且机箱内的温度分布更为均匀.该方式不仅有利于单台服务器机箱的散热,并且在小型服务器工作站能耗分析中,相对风冷散热其空调机房能耗要减少40%左右.     

集成式计算机芯片水冷系统的研究

为了实现计算机芯片散热静音、高效的目的，研制了一种新型的、以双腔并联压电泵为动力源的计算机芯片水冷散热系统，解释了双腔并联压电泵的结构及工作原理，应用流体动力学、传热学等理论阐明了水冷散热器的设计方法，采用有限元分析软件对散热器进行了热量分布仿真，通过实验的方式，测试了水冷系统内部流量及风扇对计算机芯片散热效果的影响规律，通过与现有芯片CPU Cooler系列风冷散热器的对比实验，发现该水冷系统的散热效率较高，在相同工况、加热功率60W时，研制的集成式水冷系统所冷却的模拟芯片加热器的热平衡温度比CPU Cooler冷却时的温度低6℃，而到达热平衡的时间却缩短了35min。     

一种自循环式重力热管散热器的研究

随着电子技术的不断发展,电子芯片的集成度与封蓑度的不断提高,芯片的发热量也在不断增加,特别是电脑的中央处理器（CPU）。实验证明,芯片温度过高会严重影响其性能与寿命。本文提出一种新型的自循环式重力热管散热器,通过对其工作原理,设计方法与节能优势的分析,诠释了其良好的综合散热性能,并通过实验洲试了该散热器的实际散热能力。     

CPU散热技术的最新研究进展

随着芯片集成度的不断提高,为CPU提供有效的散热方案成为电子行业的重要研究课题.针对CPU热障问题,着重讨论了热管、微通道和制冷芯片3种新型微冷却方式的发展现状、传热原理以及应用前景,分析了它们各自的优缺点和有待解决的问题,并对这一领域的发展前景作了展望.     

基于接触热阻模型的笔记本电脑散热性能分析与优化

为改善笔记本电脑表面温度高、热流密度大等问题,基于接触热阻理论建立了某笔记本电脑的数值分析模型,并对其内部温度场和气流场进行数值模拟,对散热结构进行优化.采用热成像仪、热电偶对其温度场和关键点温度进行实验验证.结果表明:原样机的进风口和热管设计不合理,不利于芯片散热.通过调整笔记本电脑进风口位置使其内部流场更加合理;改变热管布置解决了热量集中的问题,CPU的最高温度降低了6.0℃;优化散热肋片的尺寸,有效地提高了系统的散热能力.研究结果对笔记本电脑以及其他电子产品的散热设计有很好的参考价值.     

大功率LED阵列散热结构热分析

在自然对流冷却状态下,不同的散热结构对大功率LED阵列散热性能有显著影响。采用有限元分析法,对不同散热模型进行了分析并得到工作稳定时的热分析图;对比直片形、弧形、弧钉形散热结构的散热效果,逐步得出弧钉形散热结构散热效果最好,使得空腔以及芯片处温度均在合适的范围内,灯具的使用寿命达到近40000h。另外,模拟得出在普通散热设计中,灯具适合的功率约为13．75w。通过有限元法仿真模拟得出较为合理的结果,有效地减少了实验损耗。     

一种芯片散热型热管的强化传热研究

用CFD软件分析电子元件散热问题的求解模型,并给出了相应模型的求解结果。介绍了一种芯片散热型热管——集成热管散热器。通过改变风速、工质工作温度、翅片节距等因素来测试散热器压阻和总散热量的变化,并与相关实验结果进行了比较。仿真结果与实验结果相当吻合。分析结果表明：集成热管散热器具有良好的散热性能,在风扇风量为0．0115m^3／s时,就完全可以把功率在140W以上的CPU表面温度降至45℃以下,可满足高热流密度电子器件的冷却要求。     

斯特林引擎在CPU散热中的应用

为了解决日益增长的CPU散热需要,本文提出在原有热管散热基础上加装γ型斯特林装置,利用CPU自身的发热驱动斯特林进行散热。结合CPU实际尺寸,通过数值模拟得到了能够输出最大功率的斯特林引擎的最优尺寸,在环境温度为25℃,CPU温度为60℃,工质介质为一个大气压时,其最大输出功率0.2326W。在该散热器得到推广应用的前提下,进行了实用性和经济性分析,结果表明,斯特林引擎与热管结合散热达到了较好的节电效果。最后通过斯特林引擎的实际输出功率与理论上能够达到的最大功率相比较,可见其有极大的提升空间和广阔的应用前景。     

大功率LED太阳花相变散热器数值优化研究

随着LED芯片单颗功率和封装集成度的提高,散热问题已成为大功率LED迫切需要解决的问题.文章提出了一种基于相变传热的一体化大功率LED太阳花散热器,利用正交实验和模拟仿真相结合的方法对太阳花散热器进行了优化,分析了中心孔直径和翅片参数的改变对散热器性能的影响.将数值模拟的结果与实测值进行了对比,结果表明:散热器的热性能影响因素从主到次为翅片厚度,数目,高度,中心孔直径,最佳方案最高温度降低了5.94℃,优化后的散热器能够满足200 W以上集成LED灯的散热要求.     

笔记本电脑散热器数值模拟及设计优化

笔记本电脑的有效散热是其安全运行的前提,随着笔记本电脑CPU功耗的增大及笔记本电脑小型化的要求日益突出,笔记本电脑对散热提出了更高要求.利用Fluent对不同尺寸的散热器模型进行了数值模拟,通过比较模拟结果和实验数据对实验所用笔记本电脑散热器进行了设计优化.通过比较得出了加长翅片长度到15mm可以有效地提高散热效果的结论,并提出了对不同用途的笔记本电脑的散热器选型建议.     

混合动力汽车用DC-DC和IPU散热结构优化

针对混合动力汽车用DC-DC和IPU的已有散热结构散热效果差,导致DC-DC和IPU在使用过程中温升高,从而影响混合动力系统的稳定性和可靠性的问题,根据传热学的质量、动量和能量守恒方程,建立DC-DC和IPU散热结构的三维非稳态散热模型,采用计算流体力学(CFD)方法,对DC-DC和IPU散热系统的流场和温度场进行数值模拟仿真分析。在此基础上,根据传热学理论设计了DC-DC和IPU散热结构的优化方案,并对优化方案的散热效果和温升进行了仿真分析与实验研究,结果表明该优化方案实现了DC-DC和IPU的良好散热,有效降低了温升,满足了混合动力汽车对DC-DC和IPU的使用要求。     

电动汽车锂离子电池组内散热特性数值模拟研究

锂离子电池组涉及数据规模庞大,传统方法无法有效实现对其散热特性的研究,为此,提出一种新的通过数值模拟方式研究电动汽车锂离子电池组内散热特性的方法。介绍了锂离子电池组工作原理,分析了锂离子电池的充放电过程。通过雷诺平均法进行雷诺时均处理,获取电动汽车锂离子电池组内散热控制方程和湍流方程。介绍了初始和边界条件,通过CFD实现控制方程的求解。依次进行了锂离子电池表面散热特性数值模拟、不同风孔大小下电池组散热特性数值模拟、不同倍率充放电后电池组散热特性数值模拟以及不同环境温度下电池散热特性数值模拟。实验结果表明,锂离子电池中心垂直截面和上下壁面的温度分布均为中心最高,壁面较低,壁面温度梯度大,热量散失速度快;在风孔大小和出口大小相近,充放电倍率为1C时,电动汽车锂离子电池组内散热性最佳;环境温度越低,电池温度升高幅度越大,散热性能越好。     

Experimental study on the effect of additives on the heat transfer performance of spray cold plate

The spray cold plate has a compact structure and high-efficiency heat exchange, which can meet the requirements of high heat flux dissipation of multiple heat sources, and is a reliable means to solve the heat dissipation of the next generation of chips. This paper proposes to use surfactants to enhance the heat transfer of the spray cold plate, and conduct a systematic experimental study on the heat transfer performance of the spray cold plate under different types and concentrations of additives. It was found that among the three surfactants, sodium dodecyl sulfate (SDS) can improve the heat transfer performance of the spray cold plate, and at the optimal concentration of 200ppm, the heat transfer coefficient of the spray cold plate was increased significantly by 19.8%. Both the n-octanol-distilled water and Tween 20-distilled water can reduce the heat transfer performance of the cold plate using multi nozzles. In addition, based on the experimental data, the dimensionless heat transfers correlations for the spray cold plate using additives were conducted, and the maximum errors of dimensionless correlations for using additives were 2.1%, 2.8%, and 5.4% respectively. This discovery provides a theoretical analysis and basis for the improvement of spray cold plates.     

大功率半导体发光二极管液冷板散热性能分析

液冷板体积小,散热效果明显,被广泛应用于密集电子器件的散热。为研究液冷板内部的流动与传热过程,实现高效散热,利用计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)方法对液冷板进行热固耦合三维数值模拟,对比分析了水、乙二醇、酒精及甘油4种常见的不同类型冷却液在冷板内的流动规律与换热特性,研究了冷却液入口流速对综合散热性能的影响,并通过理论计算的方法加以验证。结果表明：设计的液冷板具有较好的流动和换热性能,4种冷却介质的综合散热效果均随入口流速增加而得到不同程度改善,最佳入口工况流速为2.5 m/s。以发光二极管芯片结温为散热性能指标,发现水的散热效果最佳,基板表面温度分布较为均匀。     

不同海拔对车用散热器性能的影响分析

为了研究不同海拔对车用散热器性能的影响,采用Fluent软件建立车用散热器仿真模型.由于散热器结构复杂,直接建模仿真计算量较大,将散热器翅片部分视作多孔介质模型,多孔介质参数通过对散热器单元仿真得到.结果表明:空气密度的下降是影响散热器传热性能的主要原因,随着海拔的升高,大气压力逐渐降低,空气密度随之减小,导致气体雷诺...     

高功率半导体整流管芯片散热效率计算仿真研究

为了保证芯片性能,避免芯片受损,对高功率半导体整流管芯片散热效率进行计算和仿真研究。通过有限体积法进行热计算,利用质量守恒方程、能量守恒方程以及动量守恒方程对热传递问题进行描述,确定高功率半导体整流芯片边界条件,给出散热效率计算公式。在恒温室的防风罩中进行测试,依据模型和边界条件,通过ANSYS参数化编程语言APDL构建高功率半导体整流芯片三维有限元模型,分析芯片散热情况。研究平行排列微通道、正交网络结构、螺旋环绕结构和树枝分形结构微通道下芯片散热效率。向有限元模型整流管芯片主体施加热载荷,获取不同基板材料的温度分布情况,得到不同基板材料下芯片散热效率。结果表明,高功率半导体整流管芯片微通道应选用树型结构,基板材料应选择Cu/Si C复合基板。     

碳钢高速车削中基于量热法的切削热分配

介绍了基于量热法的碳钢高速车削切削热在切屑、工件、刀具及环境中的量化分配.采用水作为收集切削热的媒介,通过自行设计的适配于高速车床的集屑容器以及分别收集工件和刀具热量的容器,在封闭式高速车削条件下测得各容器中水和承载物的温度变化,从而计算出传入切屑、工件、刀具及环境中的热量和总热量以及热流量.通过测量切削力和设定切削速度,得到主切削力的功率.将算出的总热流量与主切削力的功率相比较,评判用量热法测量切削热时的精确程度.     

Entransy dissipation number and its application to heat exchanger performance evaluation

Based on the concept of the entransy which characterizes heat transfer ability, a new heat exchanger performance evaluation criterion termed the entransy dissipation number is established. Our analysis shows that the decrease of the entransy dissipation number always increases the heat exchanger effectiveness for fixed heat capacity rate ratio. Therefore, the smaller the entransy dissipation number, the better the heat exchanger performance is. The entransy dissipation number in terms of the number of exchanger heat transfer units or heat capacity rate ratio correctly exhibits the global performance of the counter-, cross- and parallel-flow heat exchangers. In comparison with the heat exchanger performance evaluation criteria based on entropy generation, the entransy dissipation number demonstrates some distinct advantages. Furthermore, the entransy dissipation number reflects the degree of irreversibility caused by flow imbalance.