本文關(guān)鍵詞：循環(huán)空氣冷卻式電抗器散熱系統(tǒng)傳熱性能研究

  更多相關(guān)文章： 電抗器 分離式熱管 密閉空間 平行流蒸發(fā)器 熱設(shè)計(jì)

【摘要】：針對(duì)于某大功率變流器中的電抗器在密閉空間內(nèi)高熱流量的散熱需求,設(shè)計(jì)了一套蒸發(fā)冷卻式的循環(huán)空氣冷卻散熱系統(tǒng)。并以散熱系統(tǒng)中的電抗器散熱結(jié)構(gòu)以及電抗器用熱管冷卻模塊為研究對(duì)象,對(duì)其傳熱性能進(jìn)行了研究。本文的主要工作內(nèi)容包括：(1)收集并研究國(guó)內(nèi)外有關(guān)于電抗器散熱結(jié)構(gòu)性能以及密閉式空間內(nèi)分離式熱管散熱裝置的分析資料,了解與本課題相關(guān)的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀；(2)了解各種電子設(shè)備冷卻技術(shù)以及各自的優(yōu)勢(shì)和適用場(chǎng)合,結(jié)合所研究對(duì)象的散熱特性,為研究對(duì)象確定冷卻方案；(3)初步設(shè)計(jì)出電抗器散熱結(jié)構(gòu),以影響該結(jié)構(gòu)散熱性能的因素為切入點(diǎn),采用CFD軟件ANSYS/ICEPAK以數(shù)值模擬的方法對(duì)電抗器散熱結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),并得出在同等條件下的最佳散熱結(jié)構(gòu)；(4)采用經(jīng)工程檢驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法對(duì)電抗器冷卻模塊中的核心元件平行流換熱器進(jìn)行設(shè)計(jì),根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果對(duì)冷卻模塊中的輔助設(shè)備進(jìn)行選型,制作樣機(jī),對(duì)電抗器冷卻模塊的傳熱性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。本文的研究結(jié)果表明：(1)通過(guò)分析所設(shè)計(jì)電抗器散熱結(jié)構(gòu)性能的影響因素得出：當(dāng)散熱器通道寬度為5mm、循環(huán)風(fēng)量為800m3/h時(shí),安裝5塊厚度為5mm的銅片作為導(dǎo)熱片,并以不等間距的排列方式安裝,此時(shí),該結(jié)構(gòu)散熱條件最好,電抗器溫升可以得到有效的控制,且溫度分布均勻。(2)通過(guò)對(duì)熱管冷卻模塊的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出：熱管冷卻模塊響應(yīng)時(shí)間短,穩(wěn)定性較好；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了實(shí)際蒸發(fā)器的換熱能力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需求。以上的研究成果也為今后電抗器以及密閉空間內(nèi)電子設(shè)備的熱設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：電抗器 分離式熱管 密閉空間 平行流蒸發(fā)器 熱設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM47
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 緒論15-22
• 1.1 本課題研究背景及意義15-16
• 1.2 電抗器散熱系統(tǒng)簡(jiǎn)介16-17
• 1.2.1 應(yīng)用背景16-17
• 1.2.2 研究對(duì)象17
• 1.3 電抗器散熱系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3.1 電抗器的散熱結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3.2 分離式熱管系統(tǒng)研究現(xiàn)狀18-20
• 1.4 本課題主要研究方法與內(nèi)容20-22
• 1.4.1 研究方法20
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容20-22
• 第二章 電抗器散熱系統(tǒng)傳熱基本原理22-29
• 2.1 電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)22-25
• 2.1.1 電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)的技術(shù)方法22-23
• 2.1.2 相變冷卻技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)23-24
• 2.1.3 本文所研究對(duì)象冷卻方法選擇24-25
• 2.2 分離式熱管系統(tǒng)簡(jiǎn)介25-27
• 2.2.1 分離式熱管系統(tǒng)工作原理25-26
• 2.2.2 本課題所應(yīng)用分離式熱管系統(tǒng)26-27
• 2.3 本章小結(jié)27-29
• 第三章 電抗器散熱系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)29-41
• 3.1 設(shè)計(jì)的目的及技術(shù)要求29-30
• 3.1.1 散熱系統(tǒng)工作流程簡(jiǎn)述29-30
• 3.1.2 散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)要求30
• 3.2 傳熱與流動(dòng)理論基礎(chǔ)30-32
• 3.2.1 流體力學(xué)基本理論30-31
• 3.2.2 傳熱基本理論31-32
• 3.3 電抗器散熱結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)32-37
• 3.3.1 基本散熱結(jié)構(gòu)32-34
• 3.3.2 散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目的34-36
• 3.3.3 散熱結(jié)構(gòu)傳熱的影響因素36-37
• 3.4 電抗器用熱管冷卻模塊初步設(shè)計(jì)37-40
• 3.4.1 冷卻工質(zhì)的選取38
• 3.4.2 電抗器蒸發(fā)器的性能要求38-39
• 3.4.3 蒸發(fā)器基本結(jié)構(gòu)的確定39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第四章 電抗器散熱結(jié)構(gòu)數(shù)值研究與優(yōu)化設(shè)計(jì)41-55
• 4.1 ANSYS/ICEPAK熱設(shè)計(jì)軟件簡(jiǎn)介41-43
• 4.2 電抗器散熱結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬43-47
• 4.2.1 建立模型并設(shè)定邊界條件43-44
• 4.2.2 劃分網(wǎng)格44-45
• 4.2.3 求解計(jì)算45-46
• 4.2.4 數(shù)值模擬結(jié)果分析46-47
• 4.3 電抗器散熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)47-54
• 4.3.1 導(dǎo)熱片數(shù)量的確定47-48
• 4.3.2 通道尺寸的對(duì)比分析48-51
• 4.3.3 空氣流量的對(duì)比分析51-52
• 4.3.4 導(dǎo)熱片的材料與排列規(guī)律的進(jìn)一步優(yōu)化52-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第五章 電抗器用熱管冷卻模塊設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)55-68
• 5.1 熱管冷卻模塊的設(shè)計(jì)55-60
• 5.1.1 平行流蒸發(fā)器設(shè)計(jì)的技術(shù)要求55
• 5.1.2 平行流蒸發(fā)器初步規(guī)劃55-57
• 5.1.3 平行流蒸發(fā)器設(shè)計(jì)計(jì)算57-60
• 5.2 熱管冷卻模塊的實(shí)驗(yàn)研究60-67
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)研究目的60-61
• 5.2.2 熱管冷卻模塊測(cè)試系統(tǒng)概述61-63
• 5.2.3 熱管冷卻模塊實(shí)驗(yàn)要求63-64
• 5.2.4 熱管冷卻模塊實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果與分析64-67
• 5.3 本章小結(jié)67-68
• 第六章 總結(jié)與展望68-70
• 6.1 工作總結(jié)68
• 6.2 研究展望68-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況73

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