本文關(guān)鍵詞：密閉電子設(shè)備散熱技術(shù)研究及元器件布局優(yōu)化模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：伴隨著電子工業(yè)高性能、微型化、集成化的三大發(fā)展趨勢(shì)，電子器件散熱問題越來越尖銳。特別是對(duì)于高新、尖端技術(shù)產(chǎn)品，元器件的高密度、高集成、高頻、小型化發(fā)展已是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，伴隨其散熱量的增加也是不可違背的物理現(xiàn)象。此外，在惡劣環(huán)境條件下，為了防止灰塵、潮氣以及水的進(jìn)入，通常將整個(gè)裝置封裝起來，這就更加加劇了裝置內(nèi)部環(huán)境的惡化。顯見，電子設(shè)備散熱已成為公認(rèn)的阻礙電子工業(yè)發(fā)展的瓶頸之一，尤其密閉電子設(shè)備散熱問題，是電子設(shè)備發(fā)展遇到的又一個(gè)機(jī)遇與挑戰(zhàn)。面對(duì)這一挑戰(zhàn)，熱管散熱控制技術(shù)發(fā)揮了其特有的優(yōu)勢(shì)。不僅使密閉空間內(nèi)的溫升得到有效控制，同時(shí)保證電子設(shè)備密封，達(dá)到防塵、防潮的目的。本論文研究的主題是“密閉電子設(shè)備高效熱設(shè)計(jì)數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究”，旨在探討如何設(shè)計(jì)散熱器的傳熱通路，通過傳熱過程使散熱器能夠獲得與熱源和散熱環(huán)境的最佳匹配，保證元器件或設(shè)備的溫度分布能滿足系統(tǒng)可靠性指標(biāo)的要求，是本論文的創(chuàng)新思想。 本文的具體研究工作包括以下幾個(gè)方面： 1．電子設(shè)備高效熱設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是通過有效的熱設(shè)計(jì)來減少溫度變化對(duì)設(shè)備性能的影響，使設(shè)備能在較寬的溫度范圍內(nèi)工作。因此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，首先考慮采取有效的冷卻技術(shù)。本文綜述了電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)主要技術(shù)及最新進(jìn)展，在眾多的冷卻技術(shù)中，熱管技術(shù)是所有技術(shù)方案中效率最高的一種，也是惟一可以形成大規(guī)模生產(chǎn)和標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的熱設(shè)計(jì)方案。 2．電子設(shè)備高效熱設(shè)計(jì)思想是通過散熱器的傳熱過程使其獲得與密閉電子設(shè)備內(nèi)發(fā)熱元件及其散熱環(huán)境的最佳匹配。因此，本論文討論了電子設(shè)備內(nèi)溫度場(chǎng)的計(jì)算方法、不同情況下的散熱規(guī)律及相應(yīng)的穩(wěn)態(tài)散熱模型以及熱分析軟件等內(nèi)容，為較好的預(yù)計(jì)電子器件的工作溫度，包括環(huán)境溫度、元件表面溫度以及如何使熱設(shè)計(jì)最優(yōu)化奠定理論基礎(chǔ)和依據(jù)。 3．散熱器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)在電子設(shè)備高效熱設(shè)計(jì)中占有很重要的地位，在很多工程熱設(shè)計(jì)實(shí)踐中，散熱器的設(shè)計(jì)好壞直接決定系統(tǒng)的熱設(shè)計(jì)水平。目前，傳統(tǒng)熱管散熱器設(shè)計(jì)仍采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，熱管散熱器設(shè)計(jì)過程中參數(shù)選取存在的一定的隨機(jī)性，使得熱管工作特性和傳熱特性會(huì)在實(shí)際應(yīng)用過程中受到很大的影響。因此，如何快速設(shè)計(jì)一臺(tái)滿足電子器件散熱要求的散熱器，并對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，是電子設(shè)備散熱器設(shè)計(jì)中迫切解決的問題。因此本論文基于熱管傳熱熱阻模型理論，建立熱管換熱器數(shù)值計(jì)算傳熱模型，通過數(shù)值分析法對(duì)熱管散熱器傳熱性能進(jìn)行分析，進(jìn)而對(duì)熱管換熱器結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，得出許多有價(jià)值的結(jié)論。這些結(jié)論為其大規(guī)模生產(chǎn)和標(biāo)準(zhǔn)化、系列化奠定基礎(chǔ)。 4．電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)或熱分析工作中，，討論不同散熱器結(jié)構(gòu)對(duì)散熱的影響很重要，而設(shè)備內(nèi)元器件的合理布局對(duì)散熱的影響同樣重要。事實(shí)上，在不改變散熱器結(jié)構(gòu)的前提下設(shè)備內(nèi)電子元器件的布局進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，同樣可以有效的減小器件外熱阻，降低器件的表面溫度，從而提高器件的熱可靠性。本論文依據(jù)上述研究結(jié)果，以某一密閉電子設(shè)備為例，建立密閉電子設(shè)備熱控制嵌套結(jié)構(gòu)集總參數(shù)數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用SINDA/FLUINT專業(yè)熱分析軟件對(duì)設(shè)備內(nèi)電子元件布局進(jìn)行了熱仿真分析。通過對(duì)多種優(yōu)化結(jié)構(gòu)模型的計(jì)算分析，確定出最優(yōu)散熱設(shè)計(jì)改進(jìn)方案。 5．建立熱管散熱器綜合性能實(shí)驗(yàn)測(cè)裝置和熱管式密閉電設(shè)備綜合性能測(cè)試系統(tǒng)裝置，最終將熱仿真結(jié)果與實(shí)際熱測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比論證，從而有效的論證了最優(yōu)散熱方案的正確性。
【關(guān)鍵詞】：密閉電子設(shè)備 高效熱設(shè)計(jì) 熱管散熱器 電子元件布局優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：吉林建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TK124;TN607
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 符號(hào)說明12-18
• 第1章 緒論18-22
• 1.1 本課題的研究背景18-20
• 1.2 本課題的研究意義20-22
• 第2章 電子設(shè)備高效熱設(shè)計(jì)研究進(jìn)展及本論文總體研究思路22-33
• 2.1 電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)主要技術(shù)及最新進(jìn)展22-28
• 2.2 電子設(shè)備數(shù)值分析技術(shù)及最新研究進(jìn)展28-30
• 2.3 本課題的研究內(nèi)容、研究方法和技術(shù)路線30-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第3章 高效熱管散熱器性能與結(jié)構(gòu)優(yōu)化33-48
• 3.1 熱管傳熱熱阻模型33-35
• 3.2 熱管散熱器傳熱過程理論分析35-40
• 3.3 熱管散熱器傳熱性能數(shù)值模擬研究40-42
• 3.4 熱管換熱器結(jié)構(gòu)優(yōu)化模擬結(jié)果分析42-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 第4章 密閉電子設(shè)備內(nèi)電子元器件布局優(yōu)化設(shè)計(jì)研究48-76
• 4.1 密閉電子設(shè)備熱控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)48-50
• 4.2 數(shù)學(xué)模型建立50-53
• 4.3 網(wǎng)格劃分及數(shù)值求解過程53-54
• 4.4 封裝殼體內(nèi)外對(duì)流換熱系數(shù)確定54-55
• 4.5 電子元件優(yōu)化布局?jǐn)?shù)值計(jì)算結(jié)果分析55-61
• 4.6 熱管式密閉電設(shè)備電子元件優(yōu)化布局實(shí)驗(yàn)研究61-63
• 4.7 密閉空間內(nèi)電子元件優(yōu)化布局實(shí)驗(yàn)測(cè)量值與數(shù)值模擬值對(duì)比分析63-74
• 4.8 本章小結(jié)74-76
• 第5章 結(jié)論與展望76-79
• 5.1 結(jié)論76-77
• 5.2 展望77-79
• 參考文獻(xiàn)79-85
• 碩士期間發(fā)表論文85-86
• 致謝86

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：密閉電子設(shè)備散熱技術(shù)研究及元器件布局優(yōu)化模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：258496