隨著全球氣候變暖和環(huán)境污染問(wèn)題加重,世界各國(guó)都在制定相關(guān)政策推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。熱電制冷技術(shù)是一種將電能直接轉(zhuǎn)化成熱的無(wú)污染制冷技術(shù),其零污染、零噪音等優(yōu)點(diǎn)使得熱電制冷技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛,研究熱電制冷技術(shù)并提升其制冷能力對(duì)于推進(jìn)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(kāi)研究。通過(guò)數(shù)學(xué)理論計(jì)算對(duì)熱電制冷工況進(jìn)行分析,研究熱電制冷器熱端散熱對(duì)制冷能力提升的重要性,分析熱端散熱方式對(duì)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(guò)Icepak數(shù)值模擬的研究方法,介紹該軟件在電子熱控技術(shù)領(lǐng)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(duì)簡(jiǎn)化后模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分并進(jìn)行網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證。接著,通過(guò)數(shù)學(xué)理論敘述湍流模型、模型控制方程和傳熱計(jì)算方程的基本計(jì)算方法。提出兩種不同結(jié)構(gòu)翅片熱管式散熱器,對(duì)三種散熱器傳熱特性進(jìn)行研究,結(jié)果表明:2型非等長(zhǎng)翅片熱管式散熱器綜合性能表現(xiàn)最優(yōu)。采用Icepak軟件對(duì)熱電制冷器熱端的2型非等長(zhǎng)翅片熱管式散熱器進(jìn)行仿真研究,采用單因素分析方法,探索非等長(zhǎng)翅片最大長(zhǎng)度差p、翅片間距s、翅片厚度t對(duì)芯片U8溫度、散熱器熱阻、散熱... 

【文章來(lái)源】：南華大學(xué)湖南省

【文章頁(yè)數(shù)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

熱電制冷模塊的結(jié)構(gòu)示意圖

6Han等[43]將熱電制冷器結(jié)合翅片式散熱器進(jìn)行試驗(yàn)，并分析多種結(jié)構(gòu)翅片散熱器對(duì)散熱的影響，通過(guò)優(yōu)化散熱器結(jié)構(gòu)，找出最佳的散熱翅片厚度和翅片間距。使用交錯(cuò)式結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的散熱器，可有效降低3.28%的熱阻，分析對(duì)比交錯(cuò)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(jié)構(gòu)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(hào)為T(mén)20005/127/060B的半導(dǎo)體模塊為研究對(duì)象獲取精確的半導(dǎo)體制冷模塊熱物性參數(shù)，研究認(rèn)為該參數(shù)是分析TEC制冷能力的重要線索，文中分別運(yùn)用常物性參數(shù)法、變物性參數(shù)法、熱平衡法建立數(shù)學(xué)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(xué)模型計(jì)算方法和熱物性參數(shù)法獲得的制冷量相比于實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的真實(shí)值誤差僅為1.5W。該方法盡管忽略了TEC的熱電臂實(shí)際溫度分布，但用此方法計(jì)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(shù)的發(fā)展熱管技術(shù)是上個(gè)世紀(jì)美國(guó)科學(xué)家LosAlamos提出的新型傳熱技術(shù)，研究發(fā)現(xiàn)熱管傳熱技術(shù)相比于傳統(tǒng)的金屬傳熱能力更強(qiáng)，其超強(qiáng)的傳熱能力使得熱管技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域都有使用[45-46]。一個(gè)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(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。目前使用比較廣泛的管芯有燒結(jié)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(xué)者致力于研究各種熱管長(zhǎng)度、彎曲角度以及冷凝段散熱方式對(duì)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(shí)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(xì)熱管將相變工質(zhì)輸送至冷

TEC制冷片結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3269311