隨著全球氣候變暖和環(huán)境污染問題加重,世界各國都在制定相關政策推進可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。熱電制冷技術是一種將電能直接轉化成熱的無污染制冷技術,其零污染、零噪音等優(yōu)點使得熱電制冷技術應用越來越廣泛,研究熱電制冷技術并提升其制冷能力對于推進可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有重要意義。本文基于熱電制冷的翅片熱管式散熱器傳熱特性展開研究。通過數(shù)學理論計算對熱電制冷工況進行分析,研究熱電制冷器熱端散熱對制冷能力提升的重要性,分析熱端散熱方式對傳熱影響。本文主要工作內(nèi)容如下:首先,本文研究方式是通過Icepak數(shù)值模擬的研究方法,介紹該軟件在電子熱控技術領域的專業(yè)性。介紹了翅片熱管式散熱器工作環(huán)境及其主要參數(shù),對簡化后模型進行網(wǎng)格劃分并進行網(wǎng)格無關性驗證。接著,通過數(shù)學理論敘述湍流模型、模型控制方程和傳熱計算方程的基本計算方法。提出兩種不同結構翅片熱管式散熱器,對三種散熱器傳熱特性進行研究,結果表明:2型非等長翅片熱管式散熱器綜合性能表現(xiàn)最優(yōu)。采用Icepak軟件對熱電制冷器熱端的2型非等長翅片熱管式散熱器進行仿真研究,采用單因素分析方法,探索非等長翅片最大長度差p、翅片間距s、翅片厚度t對芯片U8溫度、散熱器熱阻、散熱... 

【文章來源】：南華大學湖南省

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

熱電制冷模塊的結構示意圖

6Han等[43]將熱電制冷器結合翅片式散熱器進行試驗，并分析多種結構翅片散熱器對散熱的影響，通過優(yōu)化散熱器結構，找出最佳的散熱翅片厚度和翅片間距。使用交錯式結構的散熱器在散熱性能上表現(xiàn)最優(yōu)，相比于傳統(tǒng)平直翅片結構的散熱器，可有效降低3.28%的熱阻，分析對比交錯式散熱器在制冷量上的表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)其制冷能力也有所提高，因此，使用該結構散熱器可有效減小熱阻并提升熱電制冷效率。王卓等[44]用型號為T20005/127/060B的半導體模塊為研究對象獲取精確的半導體制冷模塊熱物性參數(shù)，研究認為該參數(shù)是分析TEC制冷能力的重要線索，文中分別運用常物性參數(shù)法、變物性參數(shù)法、熱平衡法建立數(shù)學模型，得出不同電流下熱電臂內(nèi)的溫度分布及制冷量隨制冷溫度的變化規(guī)律；研究顯示，使用數(shù)學模型計算方法和熱物性參數(shù)法獲得的制冷量相比于實驗所測得的真實值誤差僅為1.5W。該方法盡管忽略了TEC的熱電臂實際溫度分布，但用此方法計算制冷量仍可作為可靠的理論依據(jù)。1.2.2熱管散熱技術的發(fā)展熱管技術是上個世紀美國科學家LosAlamos提出的新型傳熱技術，研究發(fā)現(xiàn)熱管傳熱技術相比于傳統(tǒng)的金屬傳熱能力更強，其超強的傳熱能力使得熱管技術在多個領域都有使用[45-46]。一個優(yōu)質(zhì)的熱管散熱器需要有性能優(yōu)良的管芯、良好的制造工藝和合理的設計結構。目前使用比較廣泛的管芯有燒結粉末管芯、緊貼管壁網(wǎng)芯、軸向溝槽管芯以及多種組合管芯，很多學者致力于研究各種熱管長度、彎曲角度以及冷凝段散熱方式對熱管傳熱的影響[47]。圖1.2熱管散熱器傳熱原理圖Fig.1.2Heatpipeheattransferschematicdiagram圖1.2所示的熱管散熱器是利用物態(tài)變化而實現(xiàn)散熱的一種散熱器，其蒸發(fā)段與熱源緊密接觸，相變工質(zhì)受熱變?yōu)闅怏w，利用毛細熱管將相變工質(zhì)輸送至冷

TEC制冷片結構簡圖

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]基于平板型熱管的半導體制冷片散熱器設計及性能研究[D]. 甘志堅.廣州大學 2016
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[3]純電動汽車電機控制器散熱器的設計與優(yōu)化[D]. 申傳有.遼寧工業(yè)大學 2014
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[5]熱電制冷技術應用于電子器件熱管理的數(shù)值分析[D]. 錢小龍.華中科技大學 2013
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本文編號：3269311