發(fā)布時間：2018-06-17 12:02

  本文選題：水冷散熱器 + 熱阻��； 參考：《重慶大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：隨著電力系統(tǒng)及交通運輸業(yè)的不斷發(fā)展,電力電子元件正在向著高性能、大功率、小型化的方向快速發(fā)展,其工作過程中產(chǎn)生的大量熱量,若不及時帶走,將引起電子元件溫度上升,當(dāng)電子設(shè)備的結(jié)溫達到一定值以后,每升高1℃其可靠性下降5%,且失效率會隨著溫度的升高急劇增加,從而影響其工作的穩(wěn)定性和可靠性,進而影響電力系統(tǒng)或電力機車的正常運行。本文以應(yīng)用于大功率晶閘管散熱的圓柱擾流型水冷散熱器為模型,對其進行了流動與傳熱性能的數(shù)值模擬,分析了散熱器在散熱過程中存在的問題,根據(jù)強化傳熱原理對散熱器進行了結(jié)構(gòu)改進。本文的主要研究成果如下:首先通過試驗對數(shù)值模擬方法進行可靠性驗證,對比不同入口流量下散熱器熱阻的試驗值與數(shù)值計算值,分析存在的誤差范圍及原因,并運用FLUENT軟件對圓柱擾流型水冷散熱器內(nèi)的流動與傳熱過程進行了模擬,得到了受熱表面的溫度分布、內(nèi)部流道的速度分布及壓力分布,結(jié)果顯示散熱器的溫度分布與速度分布是相關(guān)的且十分不均勻,速度分布呈現(xiàn)中間速度偏高,兩側(cè)速度偏低,溫度分布則呈現(xiàn)中間偏低,兩側(cè)溫度偏高;隨著入口流量的增大,散熱器的熱阻隨之減小,流阻隨之增大;隨著加熱功率的增大,散熱器的熱阻和流阻均變化甚微。其次,引入相對標(biāo)準(zhǔn)偏差、均勻性指數(shù)和Christiansen均勻系數(shù),分別對原型散熱器的溫度和速度均勻性進行了分析,驗證了上述三種均勻性系數(shù)均可用于表征該原型散熱器溫度和速度分布的均勻性。最后對該圓柱擾流型水冷散熱器進行了改進設(shè)計。通過對原型散熱器增設(shè)擋板、增大擾流柱直徑后進行模擬,發(fā)現(xiàn)上述措施均使得散熱器的熱阻降低而流阻增大,且散熱器的綜合性能與溫度均勻性均有不同程度的提升。而通過增大散熱器進出口流道的夾角,散熱器熱阻較原型散熱器降低較少,而流阻增大較多,其綜合性能較原型散熱器有所降低,因此僅通過改變進出口夾角大小不能改善散熱器的綜合性能,可通過與其他方式相結(jié)合的辦法進行優(yōu)化。
[Abstract]:With the development of power system and transportation industry, power electronic components are developing rapidly in the direction of high performance, high power and miniaturization. When the junction temperature of the electronic device reaches a certain value, the reliability of the electronic component decreases by 5 for each increase of 1 鈩，

本文編號：2030973