【摘要】：近年來,隨著電子元器件的高集成與高性能的發(fā)展趨勢(shì),電子器件的發(fā)熱功率越來越高,因此對(duì)換熱器的散熱能力作出了更高的要求。肋片換熱器作為結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的換熱器類型,被廣泛地應(yīng)用于各種場(chǎng)合。為了更好地發(fā)揮肋片熱沉的優(yōu)勢(shì),許多學(xué)者一直致力于通過優(yōu)化肋片熱沉的結(jié)構(gòu)尺寸來優(yōu)化其換熱能力。但是換熱器的換熱能力并不是越高越好,因?yàn)閾Q熱能力的提升一般伴隨著換熱器流阻的增加,這會(huì)增加驅(qū)動(dòng)換熱工質(zhì)流動(dòng)所需的能量,導(dǎo)致?lián)Q熱器的整體經(jīng)濟(jì)性能降低,因此流阻也是評(píng)價(jià)換熱器綜合性能的一個(gè)重要參數(shù)。CFD(計(jì)算流體動(dòng)力學(xué))工具作為一種經(jīng)濟(jì)、省時(shí)、可信度較高的預(yù)測(cè)工具,被越來越普遍地應(yīng)用到換熱器的優(yōu)化過程中。本文結(jié)合實(shí)驗(yàn)與CFD模擬的方法,研究了頂部空隙的存在對(duì)以水為流動(dòng)工質(zhì)的平板肋片熱沉的換熱與壓降性能的影響,以及產(chǎn)生這種影響的內(nèi)在機(jī)理與規(guī)律,為以后的平板肋片熱沉優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考。本文的主要研究工作與結(jié)論有:(1)頂部空隙的存在會(huì)導(dǎo)致流入肋間流道的水,在流動(dòng)過程中,一部分進(jìn)入流動(dòng)阻力較小的肋頂通道,不參與對(duì)流換熱,因此會(huì)導(dǎo)致平板肋片熱沉換熱性能與整體壓降的降低,這是兩個(gè)互相對(duì)立的影響;(2)研究了頂部空隙的存在對(duì)平板肋片熱沉換熱與壓降的具體影響,并定量研究了這個(gè)影響與肋片高度、肋間距以及體積流量之間的聯(lián)系;(3)在本文的研究對(duì)象范圍內(nèi),頂部空隙的存在總是有利的,因?yàn)閴航档慕档头仁冀K大于換熱能力的損失,也就是說頂部空隙的存在能在損失小部分換熱能力的同時(shí)大幅度降低熱沉壓降;(4)文章最后在前人的研究基礎(chǔ)上,修正了Nu數(shù)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式,通過對(duì)比,證明修正后的關(guān)聯(lián)式能相對(duì)準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)熱沉的平均Nu數(shù)。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN03
【圖文】：

圖 1.1 Intel 處理器與摩爾定律[1]Figure 1.1 Intel processor and Moore’s Law使元器件承受過量的熱膨脹應(yīng)力而導(dǎo)致熱失數(shù)據(jù)研究統(tǒng)計(jì)，超過 55％的電子設(shè)備失效是升高，元器件的失效率呈指數(shù)增加[6]，單個(gè)半靠性將降低 50%[7]。因此，為了保證電子元必須保證電子器件的溫度處于允許工作溫度要求越來越高。熱設(shè)計(jì)是一個(gè)伴隨著電子元計(jì)熱沉結(jié)構(gòu)，充分利用不同換熱形式的優(yōu)勢(shì)的，一直是換熱器研究的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。熱熱對(duì)流以及熱輻射，因此電子器件的散熱也，通常情況下，由于電子元器件的溫度不會(huì)徑，熱設(shè)計(jì)的主要關(guān)注研究點(diǎn)在對(duì)流與導(dǎo)熱據(jù)電子器件散熱需求的大小以及空間的限制

圖 1.2 強(qiáng)制風(fēng)冷肋片散熱器Figure 1.2 Scheme of forced air cooling fin heat sink器與熱源 CPU 直接接觸，通過熱傳導(dǎo)將 CPU 運(yùn)行過程，肋片中的熱量一方面通過熱輻射向周圍環(huán)境散熱，風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)，流經(jīng)肋片散熱器，與肋片之間通過對(duì)流換PU 因?yàn)闊崃康姆e累導(dǎo)致運(yùn)行溫度過高而失效。根據(jù)牛途徑主要有兩種：一是增加有效換熱面積，二是增加器而言，由于散熱空間的限制，因此換熱面積并不能換熱面積下對(duì)肋片換熱器的換熱性能進(jìn)行優(yōu)化。，許多研究工作者都致力于肋片換熱器的優(yōu)化，其中熱器的換熱工質(zhì)，如使用納米流體等[8], 納米流體是指散到水、醇、油等傳統(tǒng)換熱介質(zhì)中，制備成均勻、穩(wěn)，由于納米流體中摻雜了高導(dǎo)熱系數(shù)的納米顆粒，因

圖 1.3 插入四面體肋的平板肋片換熱器[9]Figure 1.3 Schematic diagram of PFHS with ribs器的肋片形狀，如采用針型肋片，三角形同會(huì)導(dǎo)致散熱器中換熱工質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)的改熱性能；的結(jié)構(gòu)參數(shù)。肋片散熱器的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過研究散熱器各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)換熱器性最小化肋片散熱器的整體熱阻，達(dá)到強(qiáng)化熱器。1981 年，Tuckerman 等[10]首次提比常規(guī)通道具有非常大的表面積與體積比熱方面具有非常顯著的優(yōu)勢(shì)。是衡量肋片散熱器好壞的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)，降過大，會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)換熱工質(zhì)流動(dòng)的能量上述的肋片換熱器優(yōu)化途徑中，使用納米

【參考文獻(xiàn)】

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1 潘�？�;阮萍;李福;卜凡;;CCD芯片熱電制冷系統(tǒng)的非穩(wěn)態(tài)性能分析[J];紅外與激光工程;2012年11期

2 夏國(guó)棟;周利軍;周明正;孔凡金;;肋端間隙對(duì)微針肋熱沉流體流動(dòng)和傳熱的影響[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2011年12期

3 朱冬生;雷俊禧;王長(zhǎng)宏;胡韓瑩;;電子元器件熱電冷卻技術(shù)研究進(jìn)展[J];微電子學(xué);2009年01期

4 姚壽廣,馬哲樹,羅林,陳如冰;電子電器設(shè)備中高效熱管散熱技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J];華東船舶工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2003年04期

5 宣益民,李強(qiáng);納米流體強(qiáng)化傳熱研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2000年04期

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1 黃格永;受限空間電子元件自然對(duì)流散熱特性研究[D];重慶大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2805973