半导体制冷的热管式散热器传热研究

针对半导体制冷散热器存在的问题,采用热管技术加以解决。分析比较了超片式散热器和热管式散热器的传热性能,归纳出采用热管式散热器的优点。     

工程车辆散热器的传热特性分析与结构优化

为提高某工程车辆用管片式散热器性能,提出在散热器热管外壁增加导流结构作为改进方案。首先,采用Fluent15.0对原始散热器单元体进行仿真,对比试验数据验证仿真的准确性;其次,在原始散热器单元体的热管外壁增加导流结构作为改进模型,对比改进前后散热器的综合性能;最后,分析导流结构各参数的传热特性并优化导流结构。仿真结果表明:在入口风速为2～12 m/s时,仿真结果与试验数据的压力损失和换热系数的最大偏差在5%以内;入口风速为12 m/s时,改进模型的综合评价因子高出原始模型约6.73%;导流结构的长度、半径与散热器的压力损失和换热系数成正比,而安装位置则与之成反比,结合正交试验与信噪比分析得出的最优导流结构参数为半径r=0.5 mm,长度h=3.0 mm,位置p=5.8 mm。该研究为导流结构在散热器中的应用提供了新的经验认知。     

翼型翅片对管片散热器散热性能的影响

针对恶劣环境下工程车辆散热能力不足的问题,提出一种翼型翅片的管片散热器改善方案。首先,采用Fluent 15.0对散热器原始模型的单元体进行数值建模分析,并与试验数据对比验证仿真的可行性;其次,采用相同仿真条件对翼型翅片散热器进行仿真分析;然后分别研究翼型方案、类型和位置对压力损失和换热系数的影响;最后,通过田口法设计正交试验,寻找最优的翼型翅片配置组合。结果表明:仿真结果与试验数据吻合较好;在进气口速度为12 m/s时,翼型翅片比原始翅片综合评价因子提高5.73%;翼型种类和翼型方案对压力损失与换热系数的影响较大,翼型的移动位置对压力损失和换热系数几乎没有影响;采用方案2、NACA0015翼型和左移2 mm的配置组合时的综合评价因子最大,散热性能改善最明显。研究结果为翼型翅片在工程车辆管片散热器性能改善方面提供了经验认知。     

基于CFD仿真的车辆散热器模块传热性能对比分析

为了解影响车辆散热器模块性能的因素,保证车辆工作的可靠性,依据原始资料建立了车辆动力舱物理模型,用热交换模型表征车辆散热器模块.将动力舱模型置于虚拟风洞内,采用计算流体动力学方法对模型进行典型工况仿真分析,并与相应的实验数据进行对比,验证仿真结果的正确性.结合另一种常用的动力舱布局方式建立模型,将两模型的仿真结果进行对比,发现:散热器内部冷空气温度变化呈现梯度特征;规则的动力舱几何特征可以有效地增强动力舱的空气流动性,当配合侧置的散热器组后能够提高散热器的工作性能.     

数据机房热管散热器结构设计与性能分析

该文设计了一种用于数据机房散热用的热管散热器,建立了数值分析模型,通过热分析软件ICEPAK,对其使用时的温度分布、流速分布进行了数值模拟分析。采用热力学理论,对其换热性能进行了计算,得出其换热功率可达900～1000W。并通过试验进行了验证。     

基于电热模拟法的芯片热管散热器传热研究与仿真

运用电热模拟法对一种热管式芯片散热器的各项传热热阻进行分析,建立了该热管散热器在强制风冷条件下的电网络传热模型,导出了总传热能力的理论计算公式;运用CFD软件ICE-PAK对某一设计计算实例进行仿真,模拟结果与理论值基本吻合,验证了所建电网络模型的基本合理性。     

热管技术在采暖散热器上的应用研究

本文论述了一种新型热管板型散热器,这种采暖散热器采用了热管原理,热网热媒不进入散热器内部,解决了普通散热器内腐蚀严重、耐压性能差、易结垢、使用寿命低等缺陷。由于这种散热器不受热网压力变化的影响,因此,在设计选材上无需考虑散热器承受巨大压力和内部腐蚀的因素,因而降低了原材料消耗和生产成本。这种热管板型散热器的结构简单,主要有两块冷轧钢板冲压成型后相对焊接而成。其分布均匀、相互连通、完全封闭的椭圆形通道组成了热管,在热管底部设计有供热媒通过的波纹导流管。这种结构设计保证了导流管对热管工作的热动力,导流管外热管工作的全过程,从而实现了热交换的目的。     

10kw热管—散热器的研制

本文介绍应用热管原理,设计用于冷却10kW速调管的热管—散热器。采用径向热管和紧凑散热器,并利用计算机对紧凑散热器进行了优化设计。为了考验热管的性能和寿命,除了进行一般的性能试验外,还在5kW左右条件下进行1154小时的寿命试验,结果表明热管—散热器性能可靠。计算结果和实测数据具有良好的一致性。     

一种平板热管散热器传热特性的实验研究

对一种以微槽道作为吸液芯的平板式热管散热器的传热特性进行了实验研究。分析了加热功率、冷却强度、工作倾角等因素对该平板热管散热器传热性能的影响规律。实验结果表明热管内部热阻所占热管散热器总热阻的比重很小。热管冷凝端的高效散热是热管散热器正常稳定工作的关键。该平板热管散热器的散热能力强;并具有良好的均温特性,在散热冷却领域具有良好的应用潜力。     

管带式汽车散热器流动阻力与传热性能分析

以R·L·Webb提出的汽车散热器的换热与流动阻力的理论分析为基础 ,编制了管带式汽车散热器的传热与流动阻力计算程序 ,计算结果与实验数据在常规工况范围内基本吻合。运用所编程序分析了散热器结构参数与材质对散热器流动阻力与散热性能的影响。结果表明 :散热带波距是影响散热器性能的主要参数 ,散热量随散热带波距的减小而增加 ,而百叶窗开窗角度在 2 5°～ 35°、散热带厚度在0 0 4 5～ 0 .0 6 0mm范围内变化对散热器散热量的影响较小。散热带材质由T 70铜改为纯铜时 ,散热量增加 4 0 %。最后提出了提高SC70 80型汽车散热器散热量的方案     

微重力条件下管肋式空间辐射器的传热分析

建立了航天器上常用的管肋式空间辐射器在微重力条件下的导热、对流和辐射相互耦合的复杂传热过程的数学模型，并考虑了管壁与肋片表面之间相互辐射的影响。整个模型的求解采用迭代法，管内流体的速度场和温度场的求解用ＳＩＭＰＬＥ算法，分别计算了肋片上的温度分布、管壁与肋片上的热流分布与管内对流换热的平均Ｎｕ数，得出了进行管肋式空间辐射器优化设计所必需的重要参数，同时还研究了重力场对辐射器传热的影响，对在地面上进行空间辐射器的模拟实验研究具有重要意义。     

管肋式空间辐射器强化传热分析与优化设计

建立了微重力环境下管肋式空间辐射器传热过程的数学模型。求解了处于导热和辐射相耦合的复杂边界条件下的管内热载体的对流换热、管肋式空间辐射器的传热热阻、有太阳垂直照射和无太阳照射情况下单位长度辐射器的散热量及单位质量的散热量随肋片宽度的变化等。分析了管肋式空间辐射器的强化传热措施及其必要性,并以单位质量的散热量为优化目标,对管肋式空间辐射器的结构尺寸进行了优化分析,提出了强化传热的方法。     

汽车散热器的性能分析及翅片结构优化

运用CFD方法对某型汽车管带式百叶窗散热器进行性能分析及翅片结构优化,建立某型汽车散热器单周期翅片组模型并对其进行不同风速工况下的三维模拟计算。基于计算结果设置某型散热器多孔介质的物性参数,将该散热器仿真计算结果与试验结果进行对比,验证该方法的可行性。通过综合性能评价因子j/f~(1/3)研究并找出本次研究百叶窗翅片中,综合性能最佳的翅片,利用上诉方法计算最佳结构翅片整体散热器的换热特性和阻力特性。研究结果表明:多孔介质模型计算结果与试验结果比较吻合,验证了这种散热器研究方法的可行性。本次研究百叶窗翅片结构中综合性能最佳的翅片结构是间距2.4 mm,开窗角度27°。     

扁管连续肋片肋效率的数值分析

连续肋扁管换热表面在内燃机车中冷器和散热器中大量采用 ,而其肋效率一直用近似的等效方法计算 ,结果有一定偏差。这里用有限差分法对扁管连续肋片的肋效率进行数值分析 ,讨论了肋片组合参数中不同参量变化时对肋效率的影响 ,给出了扁管顺排和错排对肋效率的影响 ,给出了扁管顺排和错排的肋效率曲线 ,对连续肋扁管换热器的设计有一定的参考价值。     

肋片的几何参数对圆形内肋片管蓄冰特性影响

采用焓法和控制体积法对圆管内肋片蓄冷器的结冰特性进行分析,引入无量纲参数建立结冰过程的数学模型,并进行数值求解。结果表明：随着圆形内肋片管蓄冷器的肋片长度、厚度、数量的增大,蓄冷介质达到给定蓄冰率的凝固时间都有不同程度的减少,尤以肋片长度的影响较为明显,肋片厚度对蓄冰特性的影响最小;肋片间距对该蓄冷器的蓄冰特性也有较大影响,随着肋间距的增大,达到给定蓄冰率的完全凝固时间将急速增大。研究可以为蓄冷器的结构优化提供理论依据。     

管带式散热器流动阻力与传热性能分析

以管带式汽车散热器的换热与流动阻力的理论分析为基础,编制了管带式汽车散热器的传热与流动阻力计算程序,运用所编程序分析了散热器主要结构参数对散热器流动阻力与散热性能的影响。结果表明：散热带波距是影响散热器性能的主要参数,散热量随散热带波距的减小而增加。在保证散热的条件下,应适当选取较大的翅片波高,为实施汽车散热器散热性能改善措施提供了有效的理论依据。     

太阳花散热器的热性能分析

针对长度为10 cm、翅片数量为18、翅片厚度为0.7 mm、翅片高度为14 mm的太阳花散热器,建立了数值模拟模型,并通过实验对模拟进行了验证,发现两者误差在3.5%以内,证明了模拟结果的可靠性。在此基础上,采用数值模拟研究了散热器长度、翅片数量、翅片高度、翅片厚度与翅片温度和传热系数的定量关系。研究结果表明,在相同散热量下,翅片温度与传热系数均随着散热器长度的增加而降低,而翅片温度随着翅片数量的增多先降低后升高,因而存在最佳翅片数量使散热能力最强;翅片温度随着高度的增加而降低,翅片厚度对翅片温度的影响不大。     

回热型燃烧辐射器性能实验研究

利用多孔介质高热容和良好的导热特性,设计了带回热侧面辐射式SiC多孔介质燃烧辐射器,研究当量比、功率对燃烧辐射器的热负荷、燃烧稳定范围、表面温度均匀性和辐射效率的影响.研究结果表明:当量比一定时,提高燃烧功率可增大燃烧器表面温度和降低表面温度梯度;功率一定时,存在最佳当量比使得辐射器表面温度梯度最低.回热器可以提高辐射器表面温度均匀性和辐射效率;当量比与功率对多孔介质燃烧器辐射效率都有较大影响.小功率时,功率增大导致辐射效率增加明显.燃烧辐射器功率一定时,存在一个最佳当量比使得辐射效率最佳.本实验研究的燃烧辐射器无回热功率为7.0kW,当量比为0.75时辐射效率最高达34.7%;回热后最佳当量比降低到0.54,其对应的辐射效率提高到36.9%.     

工程车辆双风扇冷却模块散热性能数值仿真

为了解并联式双风扇冷却模块散热性能特征,研究了冷却风扇转速与散热器性能之间的关系特征.以国内某型双钢轮振动压路机为研究对象,用计算流体力学(CFD)与虚拟风洞相结合的方式,对原始方案进行分析,将分析结果与试验结果相对照,验证仿真方式的正确性和有效性.在尽量保持散热功率相近的前提下,采用"大迎风面、低厚度散热器、并联式双风扇"散热方案,对方案进行数值仿真.结果表明:原始方案中,仿真与试验最大误差为4.07%,最小误差为2.83%,在可接受范围内;风扇A和B分别对冷却液和液压油散热器性能影响较为明显;双风扇方案中,中冷器性能与风扇转速呈现非线性特征,当转速相同时,中冷器性能有所提升,当均为1 900 r/min时,热流体出口温度与原方案较为接近;双风扇转速组合特征可依据工况变化进行调整.