半導體制冷作為一種環(huán)保高效的新型制冷技術,具備無污染、零噪音、結構緊湊、壽命長等特點,已在工業(yè)和民用領域得到了廣泛應用。如何有效增強半導體冷熱端的傳熱,降低其冷熱端的溫差,提高半導體的制冷效率,成為了半導體制冷應用研究的熱點之一。而自然對流熱管散熱器是熱管與散熱翅片的有機組合,既具備熱管的高導熱性,又保留了翅片散熱面積大的特點,同時其采用自然對流散熱方式,無需額外輔助能源,因而非常適合于半導體制冷片熱端的強化散熱。本文采用自然對流熱管散熱器對半導體制冷箱熱端進行散熱,通過實驗對半導體制冷箱的冷熱端傳熱性能進行研究,并利用Fluent對散熱器的結構參數(shù)進行仿真優(yōu)化。本文首先對三種不同型號半導體片的制冷特性曲線進行實驗分析,獲取低功率下制冷性能最佳的半導體片。在此基礎上,對熱端采用自然對流熱管散熱器的半導體制冷箱傳熱特性進行實驗性研究,分析不同結構散熱器、輸入功率、散熱器安裝位置、以及冷端吹風風向這四個參數(shù)對半導體制冷箱傳熱性能的影響。隨后依據(jù)自然對流散熱的特點,建立熱管散熱器的簡化物理模型,并采用Fluent軟件對該模型進行數(shù)值模擬,將模擬結果與相應地實驗結果進行誤差分析,驗證模型正確性... 

【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：113 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

半導體制冷

第一章 緒論除了為紅外偵測儀、激光發(fā)射器、光電倍增管等光電元件營造低溫工作環(huán)境，半導體制冷器更多被應用于家用生活產(chǎn)品，如車載冰箱、飲水機、冷藏酒柜、便攜式冷藏箱等制冷產(chǎn)品（如圖 1-1~1-3），同時引發(fā)了國內外公司對半導體制冷技術的進一步研究和應用，如由美國 RCA 研發(fā)的 AFTAC20 型空調能夠在環(huán)境溫度為 37℃的條件下保證車內空氣溫度為 18℃左右，能夠產(chǎn)生 5.86kW 的冷量且重量僅 147kg[20,21,22]。

圖 1-4 熱管工作原理示意圖國 Gaugler 為了解決熱電發(fā)射器的供熱以及熱電接受裝置上的散熱出熱管的理論模型。1964 年 Grover 在其發(fā)表的“超高熱傳導結種高導熱元件命名為“熱管”，并對其傳熱性能進行了實驗，此熱管的工作方式進行擴展和闡述。其中最具影響力的是 1965 年完善的熱管模型理論，它為日后熱管產(chǎn)品的設計和制造提供了理Ferrell 等所提出的關于熱管啟動過程中的聲速極限理論和粘性極中液體沸騰傳熱等理論研究，更深刻地揭示了熱管內部工質在多凝傳熱特性。兩年后在此基礎上制造了第一根鋼—水熱管，并成星上。1970 年開始，熱管產(chǎn)品的應用逐漸由軍用航空航天領域拓域，例如為了解決季節(jié)性凍土問題，美國阿拉斯加州首次在石油管的工業(yè)應用。隨著 1980 年日本帝人公司和美國 Q-dot 所生產(chǎn)爐的出現(xiàn)，通過熱管將煙氣中的余熱進行回收，并對冷水進行預

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]精細硅化物熱電材料制備技術及其熱電傳輸性能的研究[D]. 樊文浩.太原理工大學 2013

碩士論文
[1]水冷式半導體冰箱制冷性能的研究[D]. 張曉芳.湘潭大學 2012
[2]半導體制冷熱端的分析與實驗研究[D]. 蔡德坡.南昌大學 2010
[3]CPU熱管散熱器的實驗研究與數(shù)值模擬[D]. 田金穎.天津商業(yè)大學 2008
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本文編號：3109095