多孔泡沫金屬具有密度小、比表面積大、機械強度高等特點,其用于散熱設(shè)備可以提高散熱器的傳熱性能,減小散熱器的體積。本文以電子芯片的冷卻為原型,對多孔泡沫金屬散熱器內(nèi)部流動特性和傳熱特性進行了模擬和實驗研究。首先,為了凸顯泡沫金屬散熱器的特點,選用相同參數(shù)（體積和換熱面積一樣）下的傳統(tǒng)矩形直肋散熱器作為對比和參考,基于三維層流、有內(nèi)熱源的穩(wěn)態(tài)對流換熱問題進行了數(shù)值模擬,并對矩形散熱模型的計算結(jié)果進行三個方面的分析:傳熱特性（溫度場和對流換熱的強弱）、流動特性（速度場和阻力特性）、綜合性能評價（底板溫度均勻性和散熱器效益）。其次,對三維隨機泡沫模型的生成及其特點進行介紹,驗證了模型的均勻性。同樣對不同孔隙率的相似泡沫幾何進行數(shù)值模擬,結(jié)果的分析方法與直肋模型一致。提出多孔模型的性能評價指標,尋求研究范圍內(nèi)的最優(yōu)多孔結(jié)構(gòu)。隨后以孔隙率為65%的泡沫幾何為對象,對泡沫金屬在恒功率加熱板的散熱模型中的對流換熱問題進行實驗研究,通過底板上測點溫度及流體壓力損失與數(shù)值結(jié)果的對比,驗證了模擬在一定程度上的可靠性。最后,分別從邊界層理論和場協(xié)同理論闡釋了泡沫金屬強化換熱的機制,這對于改善散熱器散熱性能、指... 

【文章來源】：天津商業(yè)大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

研究內(nèi)容與參數(shù)示意圖

的一個方法是擴展換熱面的換熱面積，翅片的應(yīng)用正是為了采用結(jié)構(gòu)化的翅片形式，如截面是矩形的直肋翅片、截面是形肋等，這些翅片的特點是肋片具有比較規(guī)則的形狀，并一定的規(guī)律性。其中，矩形直肋片是生產(chǎn)生活中最常用的類結(jié)構(gòu)簡單、容易生產(chǎn)，而且具有不錯的散熱效果。要模擬分析傳統(tǒng)等截面(矩形)直肋的對流換熱情況，通過分熱量傳遞、流動特性等，旨在介紹肋片擴展表面強化換熱的內(nèi)容做鋪墊。需要說明的是，熱源采用恒定功率的加熱方式恒定熱流和恒定壁面溫度的邊界條件，使研究更接近真實情肋翅片散熱模型模型參數(shù)研究屬于機理性質(zhì)的探索，故并沒有遵照芯片冷卻的實際尺 75mm、寬度 45mm、高度 20mm 的均勻加熱板代替芯片熱持為 200W。

之前和之后采用漸擴、漸縮的結(jié)構(gòu)作為連接，以，主要涵蓋流體流動和能量傳遞（熱量交換）兩，為方便處理數(shù)據(jù)，坐標原點(0,0,0)設(shè)置于圖 2-1表 2-1 矩形截面直肋及加熱板尺寸參數(shù)Table 2-1 Parameters of rectangular fin and heating plate寬度 bmm)翅片寬度 c(mm)翅片間距 d(mm)翅片高度 e(mm)45 2.625 5.85 20 孔介質(zhì)，其孔隙率定義為通道體積與總體積的比值。數(shù)學(xué)描述型如圖 2-2，流體水由左側(cè)入口處進入到換熱器，所有熱量均由水從右側(cè)出口帶走。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]多孔材料傳熱特性分析與散熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[D]. 張永存.大連理工大學(xué) 2008

碩士論文
[1]微通道冷板換熱器流動與換熱特性研究[D]. 唐曉龍.中原工學(xué)院 2018
[2]部分填充環(huán)狀泡沬金屬的管內(nèi)流動冷凝傳熱研究[D]. 鄭功杭.東南大學(xué) 2018
[3]泡沫材料強化傳熱及流動性能研究[D]. 雷鴻.重慶大學(xué) 2017
[4]錯位翅片型水冷散熱器流動與傳熱性能研究[D]. 趙帥帥.重慶大學(xué) 2016
[5]通道內(nèi)二次流強化傳熱特性的數(shù)值分析[D]. 王丹.河北工業(yè)大學(xué) 2014



本文編號：3287198