新型結構熱沉中微射流流動及傳熱特性的研究
發(fā)布時間:2022-02-10 18:55
本研究旨在對高發(fā)熱量的電子元件設計有效的散熱方案,在傳統風冷散熱技術的基礎上,提出一種帶有回流結構的微射流熱沉。搭建了微射流熱沉散熱系統實驗臺,并利用CFD仿真軟件進行數值模擬,對微射流在熱沉內的流動及換熱特性進行分析,得到該熱沉的性能評價。對多孔微射流進行數值模擬,發(fā)現橫向流對微射流流動及傳熱的影響較大,因此,提出一種帶有回流結構的微射流熱沉。將有、無回流結構的微射流流動數值模擬結果進行對比,發(fā)現回流結構能夠減少甚至消除多孔微射流在射流過程中受到的橫向流干擾,提高了熱沉的換熱效果。通過控制單值性變量得到不同運行參數和不同結構參數情況下的研究結果,在5000<Rea<6800范圍內,若Rea較小,微射流運動時的流體形態(tài)將受到周圍流體的干擾,Rea越大,這種影響越小,被冷卻表面溫度分布越均勻。而另一運行參數Q僅影響被冷卻表面的溫度大小。在結構參數方面,H/d對微射流運動及傳熱影響較大,在1≤H/d≤14范圍內,H/b越大,微射流對被冷卻表面的作用強度越小;1≤H/d≤6時,每股微射流運動狀態(tài)和換熱強度相同,被冷卻表面溫度分布均勻;8≤H/d≤14時,微射流運動軌跡發(fā)生偏移,被...
【文章來源】:景德鎮(zhèn)陶瓷大學江西省
【文章頁數】:79 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2?CPU散熱片??
Intel公司在1971年推出世界上第一款CPU——4004。CPU的發(fā)展十分迅速,圖1-1??展示了?Intel公司的CPU制造工藝發(fā)展進程。??10000H.?4004??8000?-?\??|?6000-?I8080??^?.?\??S?4000?-?\??'V8086??80386v--..?P^ntium?133??80486?*?'?-i?Pentium?4??〇?_?486DX4???^??1970?1975?1980?1985?1990?1995?2000?2005?2010?2015??時間/年??圖M?Intel公司的CPU制造工藝發(fā)展進程??從第一款擁有2250個晶體管,10pm制造工藝的CPU到1989年突破100萬個??晶體管(lgm制造工藝)僅耗時18年,再到2012年的Core?i7?3970X擁有約22.7??億晶體管,32nm制造工藝。晶體管的制造工藝不斷微小化,芯片單位面積上的晶??體管急劇增加,根據芯片功率/p的換算公式|1]:??p=anEfc?(1-1)??其中,必1,是晶體管在一個時鐘周期內的平均開關概率;《為晶體管的總數;??s為一個晶體管開關的耗能;,為時鐘頻率。??可見芯片功率與晶體管數量成正比,單位面積的晶體管
是更為高效地提高散熱器的散熱性能。??(a)九州風神大霜塔散熱器部件圖?(b)酷冷至尊Hyper?212X-Turbo散熱器??圖1-5熱管散熱器??熱管的制作工藝提高,越來越多的微熱管技術出現,使得熱管散熱器能夠具有??體積小、所需散熱風扇功率小、噪音小的優(yōu)勢,常用于筆記本計算機中,圖1-6是??Intel?E40筆記本的散熱器部件,利用的散熱技術即熱管散熱。??熱管??風T扇?MF*'*)????圖1-6筆記本計算機的散熱器部件??(3)水冷散熱??水是熱的良導體,比熱較大,相同溫差條件時,相同質量的空氣能夠吸收的熱??4??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]新型單圓錐體熱沉單孔射流散熱數值模擬[J]. 馬鵬程,唐志國,劉輕輕,王元哲. 機械工程學報. 2016(24)
[2]橫流對沖擊射流換熱特性的影響[J]. 張傳杰,孫紀寧,李浩,毛宏霞. 航空動力學報. 2011(08)
[3]蛇形管平行通道中高壓氣體的對流換熱特性研究[J]. 常勇強,楊震,趙振興,郭琴琴,曹子棟. 西安交通大學學報. 2011(03)
[4]陣列射流沖擊冷卻換熱特性的數值研究[J]. 韓宇萌,王新軍,仇璐珂,俞茂錚,趙世全,賈文,艾松. 汽輪機技術. 2010(03)
[5]傾斜單孔射流軌跡與速度分布的研究[J]. 夏前錦,楊愛玲,戴韌. 燃氣渦輪試驗與研究. 2010(02)
[6]電子設備熱設計研究[J]. 陳恩. 制冷. 2009(03)
[7]Y形構形微通道流動換熱特性的數值分析[J]. 徐國強,王夢,吳宏,陶智. 北京航空航天大學學報. 2009(03)
[8]空氣射流沖擊下柱鰭熱沉散熱特性實驗研究[J]. 涂福炳,周孑民,曾文輝. 湖南科技大學學報(自然科學版). 2008(02)
[9]微肋管及強化微肋管換熱和阻力實驗研究[J]. 李曉偉,孟繼安,陳澤敬,李志信. 工程熱物理學報. 2007(05)
[10]V型微通道熱沉的流體流動與傳熱問題研究[J]. 劉婷婷,高楊,韓賓,胡莉. 傳感技術學報. 2006(05)
博士論文
[1]微納尺度氣體流動和傳熱的Burnett方程研究[D]. 包福兵.浙江大學 2008
本文編號:3619354
【文章來源】:景德鎮(zhèn)陶瓷大學江西省
【文章頁數】:79 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2?CPU散熱片??
Intel公司在1971年推出世界上第一款CPU——4004。CPU的發(fā)展十分迅速,圖1-1??展示了?Intel公司的CPU制造工藝發(fā)展進程。??10000H.?4004??8000?-?\??|?6000-?I8080??^?.?\??S?4000?-?\??'V8086??80386v--..?P^ntium?133??80486?*?'?-i?Pentium?4??〇?_?486DX4???^??1970?1975?1980?1985?1990?1995?2000?2005?2010?2015??時間/年??圖M?Intel公司的CPU制造工藝發(fā)展進程??從第一款擁有2250個晶體管,10pm制造工藝的CPU到1989年突破100萬個??晶體管(lgm制造工藝)僅耗時18年,再到2012年的Core?i7?3970X擁有約22.7??億晶體管,32nm制造工藝。晶體管的制造工藝不斷微小化,芯片單位面積上的晶??體管急劇增加,根據芯片功率/p的換算公式|1]:??p=anEfc?(1-1)??其中,必1,是晶體管在一個時鐘周期內的平均開關概率;《為晶體管的總數;??s為一個晶體管開關的耗能;,為時鐘頻率。??可見芯片功率與晶體管數量成正比,單位面積的晶體管
是更為高效地提高散熱器的散熱性能。??(a)九州風神大霜塔散熱器部件圖?(b)酷冷至尊Hyper?212X-Turbo散熱器??圖1-5熱管散熱器??熱管的制作工藝提高,越來越多的微熱管技術出現,使得熱管散熱器能夠具有??體積小、所需散熱風扇功率小、噪音小的優(yōu)勢,常用于筆記本計算機中,圖1-6是??Intel?E40筆記本的散熱器部件,利用的散熱技術即熱管散熱。??熱管??風T扇?MF*'*)????圖1-6筆記本計算機的散熱器部件??(3)水冷散熱??水是熱的良導體,比熱較大,相同溫差條件時,相同質量的空氣能夠吸收的熱??4??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]新型單圓錐體熱沉單孔射流散熱數值模擬[J]. 馬鵬程,唐志國,劉輕輕,王元哲. 機械工程學報. 2016(24)
[2]橫流對沖擊射流換熱特性的影響[J]. 張傳杰,孫紀寧,李浩,毛宏霞. 航空動力學報. 2011(08)
[3]蛇形管平行通道中高壓氣體的對流換熱特性研究[J]. 常勇強,楊震,趙振興,郭琴琴,曹子棟. 西安交通大學學報. 2011(03)
[4]陣列射流沖擊冷卻換熱特性的數值研究[J]. 韓宇萌,王新軍,仇璐珂,俞茂錚,趙世全,賈文,艾松. 汽輪機技術. 2010(03)
[5]傾斜單孔射流軌跡與速度分布的研究[J]. 夏前錦,楊愛玲,戴韌. 燃氣渦輪試驗與研究. 2010(02)
[6]電子設備熱設計研究[J]. 陳恩. 制冷. 2009(03)
[7]Y形構形微通道流動換熱特性的數值分析[J]. 徐國強,王夢,吳宏,陶智. 北京航空航天大學學報. 2009(03)
[8]空氣射流沖擊下柱鰭熱沉散熱特性實驗研究[J]. 涂福炳,周孑民,曾文輝. 湖南科技大學學報(自然科學版). 2008(02)
[9]微肋管及強化微肋管換熱和阻力實驗研究[J]. 李曉偉,孟繼安,陳澤敬,李志信. 工程熱物理學報. 2007(05)
[10]V型微通道熱沉的流體流動與傳熱問題研究[J]. 劉婷婷,高楊,韓賓,胡莉. 傳感技術學報. 2006(05)
博士論文
[1]微納尺度氣體流動和傳熱的Burnett方程研究[D]. 包福兵.浙江大學 2008
本文編號:3619354
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