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散热、安静两全其美—两款液冷散热器

微型计算机 2003年第2期23卷 19-20页

作者：姜筑

揭开“面”纱，更改消费——液冷散热器从认识到选购

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微型计算机 2004年第12期24卷 91-93页

作者：吴燕

真正用过液冷散热器的用户并不多，一方面碍于较高的价格，另一方面则担心使用安全性，两方面原因使得液冷散热器充满的神秘感，以致许多用户简单地认为液冷散热远优于传统风冷散热器，更有消费者默认“效果好，价格自然高”的观点。事... 详细信息

真正用过液冷散热器的用户并不多，一方面碍于较高的价格，另一方面则担心使用安全性，两方面原因使得液冷散热器充满的神秘感，以致许多用户简单地认为液冷散热远优于传统风冷散热器，更有消费者默认“效果好，价格自然高”的观点。事实如何呢？

关键词： CPU 微处理器液冷散热器主板芯片组

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电子发热装置的液冷散热器设计与性能研究

电子发热装置的液冷散热器设计与性能研究

作者：付亚玲四川大学

学位级别：硕士

随着电子器件的不断小型化、高集成度和高热流密度,液冷散热技术已经成为散热系统设计中不可或缺的关键技术,这种方法通过冷却液流经散热通道时,以强迫对流的形式带走发热装置的大部分热量,从而减低热源温度,这是一种高效的冷却方法。... 详细信息

随着电子器件的不断小型化、高集成度和高热流密度,液冷散热技术已经成为散热系统设计中不可或缺的关键技术,这种方法通过冷却液流经散热通道时,以强迫对流的形式带走发热装置的大部分热量,从而减低热源温度,这是一种高效的冷却方法。优秀的液冷散热器流道布局可为发热装置提供良好的散热特性和工作环境,最终达到延长器件寿命的目的。本文针对不同热功率的器件设计适合的液冷散热器,小功率发热装置以CPU芯片为代表,大功率设备以磁控管为代表,通过描述两类不同器件的散热,来延伸至大多数散热系统设计的思路。小功率液冷通道的布局问题引起了许多研究者的兴趣,但迄今为止很少有研究对采用拓扑优化设计的液冷散热器的热工水利性能进行数值和实验验证。因此,从工程的角度看,这种方法在液冷散热器设计中的适用性仍需讨论。本文研究了基于多目标拓扑优化方法的液冷微流道散热器设计,以流体流动中压降最小化和散热最大化为目标,以纳维斯托克斯方程和稳态传热模型为理论基础,拓扑优化方法将有限元(作为物理分析)与线性规划(作为优化算法)相结合。本文重点研究了微流道散热器中流道布局的2D拓扑优化结果,研究了不同参数对优化的影响。除此之外,为了减少全3D优化的计算负担,提高单层2D设计模型的准确度,提出了一种伪3D优化模型,该模型由一个2D建模的金属基层和一个2D热流体设计层热耦合而成。优化目标是在两层间对流换热系数一定的情况下,使散热器的热阻和流动功耗最小化。其次,分析了雷诺数和惩罚因子对散热器性能的影响,为了量化伪三维优化模型假设的准确性,进行了3D仿真验证,与2D优化结果相吻合。最后,建立了实验回路,利用红外热像仪对该结构进行了实验测量,2D和3D仿真与实测具有良好的对应关系,验证了伪三维优化模型的物理有效性。热性能对比表明,伪三维拓扑优化散热器模型较单层相比平均温度降低3℃,最高温度降低15℃。大功率器件以脉冲磁控管为研究对象,首先对磁控管进行数值热分析,讨论了在无散热装置情况下热辐射对磁控管散热的影响,并研究了阴极和阳极不同的热辐射系数与阳极端面温度和辐射热通量的关系。为了对磁控管进行有效热管理,提出了两种磁控管液冷散热器,一种是一体式水套,它的液冷通道包裹在阳极外表面。另一种为U形通道散热器,它的流道则嵌在阳极叶片内,流体直接接触阳极内的热量。对两种散热器进行了热形变分析,并研究了不同对流换热系数与温度、应力和形变的关系。仿真结果表明,两种液冷散热器都具有良好的换热特性,能将阳极平均温度降低到300℃以下,相比较下,U形液冷散热器能够提供更高的散热效果和更小的安装空间。最后,由于高温造成了管内谐振腔变化,分析了磁控管阳极温度变化和磁控管谐振频率的关系,既磁控管谐振频率的温度漂移,这对实际应用有重要指导意义。

关键词：液冷散热器热特性流体流动特性拓扑优化频率漂移

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填充式液冷散热器的传热强化及流阻性能研究

填充式液冷散热器的传热强化及流阻性能研究

作者：唐亚男华南理工大学

学位级别：硕士

随着电子技术的蓬勃发展,电力电子装置不断朝着大功率、高密度、小型化的方向发展,电子器件的散热效果已成为制约其发展的重要瓶颈。多孔介质具有极强的“弥散效应”和“肋化效应”,可以促使流经其中的流体进行强烈的掺混,使得流动过... 详细信息

随着电子技术的蓬勃发展,电力电子装置不断朝着大功率、高密度、小型化的方向发展,电子器件的散热效果已成为制约其发展的重要瓶颈。多孔介质具有极强的“弥散效应”和“肋化效应”,可以促使流经其中的流体进行强烈的掺混,使得流动过程更加复杂,能够起到显著的强化换热效果。基于多孔介质传热传质理论,本文实验对普通液体冷却技术进行了改进,通过在CPU水冷散热器中填充各种填料,将原有的蛇形通道散热器改为近似于多孔介质复杂流道的填充式散热器。利用水作为液体冷却工质,不同尺寸、不同材质的球形颗粒作为填充填料,通过测量散热器壁温、液体冷却工质的流量、进出口温度研究了CPU水冷散热器的传热特性及流体流动性能。通过不确定因素分析方法,对散热器的对流换热系数α、流体阻力系数f、Nusselt准数Nu及综合性能评价系数PEC的计算误差进行了分析。结果表明:本文实验系统液体冷却散热器的对流换热系数α的传递误差为7.83%,流体阻力系数f的传递误差为5.70%,Nusselt准数Nu和综合性能评价系数PEC的传递误差分别为7.84%和8.79%。在实验范围内,改进后的多孔介质散热器的传热性能明显优于原有散热器,且发热功率越大,其强化作用越显著。在相同的热负荷及孔隙率下,填充碳钢填料的散热器较玻璃填料的散热器表现出了更优越的强化换热性能,其Nusselt系数大约是填充玻璃填料的1.2.5倍。实验结果表明,填料的粒径越大,其传热强化效果越好,带来的流动阻力也越小。当填充填料的孔隙率为0.75时,其对流换热效果最好,其次是孔隙率为0.6、0.9时,当孔隙率最小时其对流换热效果最差。而伴随着孔隙率的减小,其流动阻力逐渐增大。通过对实验结果进行分析可以发现,伴随着Re的增大,散热器的综合特性参数逐渐减小。填充Ф3mm填料后散热器的综合性能最佳,其次是Ф4mm填料、Ф2mm填料。并且,存在一孔隙率( ? m=0.75)使得其综合特性最优。因此,为使液体冷却散热器达到最佳的强化传热效果,应采用填充孔隙率为0.75、Ф3mm的碳钢填料。

关键词：液冷散热器填料多孔介质对流换热流动阻力

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流道内填充不锈钢珠液冷散热器的传热性能

陕西科技大学学报（自然科学版） 2010年第2期28卷 92-95页

作者：唐亚男高学农颜家桃华南理工大学传热强化与过程节能教育部重点实验室广东广州510640

多孔介质的"弥散效应"和"肋化效应"能够对液体冷却起到显著的强化作用.通过对蛇形流道散热器填充不同直径不锈钢珠的流动及换热性能进行归纳和分析,发现在相同孔隙率下,填充Φ3 mm不锈钢珠的散热器具有最佳的传热强化效果,其换热Nu数大... 详细信息

多孔介质的"弥散效应"和"肋化效应"能够对液体冷却起到显著的强化作用.通过对蛇形流道散热器填充不同直径不锈钢珠的流动及换热性能进行归纳和分析,发现在相同孔隙率下,填充Φ3 mm不锈钢珠的散热器具有最佳的传热强化效果,其换热Nu数大约是填充Φ2 mm、Φ4 mm不锈钢珠散热器的1.25倍,是未填充不锈钢珠散热器的3倍,并且其所产生的流动阻力和填充Φ4 mm不锈钢珠散热器相差不明显,但比填充Φ2 mm不锈钢珠散热器大约低20%.

关键词：液冷散热器蛇形流道多孔介质对流换热流动阻力

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CPU液冷散热器的性能分析与结构优化

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2021年第3期 264-266页

作者：翟羽佳华北电力大学(保定) 河北保定071000

CPU芯片的集成化使其发热量不断增加,对配套液冷散热器的性能要求不断提高。由于CPU液冷散热器内流体运动复杂且流动空间狭小,难以通过实验方法对其进行性能分析与结构优化。通过使用ANSYS FLUENT对CPU液冷散热器进行数值模拟,得出结论... 详细信息

CPU芯片的集成化使其发热量不断增加,对配套液冷散热器的性能要求不断提高。由于CPU液冷散热器内流体运动复杂且流动空间狭小,难以通过实验方法对其进行性能分析与结构优化。通过使用ANSYS FLUENT对CPU液冷散热器进行数值模拟,得出结论:综合考虑散热器性能及制造运行成本,制冷液温度应设置为20℃,入口流速5m/s;对角结构的散热器散热效果优于同侧结构;在散热器内增加导流板可获得更好的散热效果,明显降低CPU局部的最高温度。

关键词：液冷散热器数值模拟温度分布

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轮式装载机液压系统的散热器匹配及仿真

吉林大学学报（工学版） 2015年第4期45卷 1124-1129页

作者：张钦国秦四成马润达刘宇飞郗元吉林大学机械科学与工程学院长春130022 吉林大学汽车工程学院长春130022

为了解决装载机液压系统夏季工作时油温过高问题,应用试验和数值仿真相结合的方法,为液压系统匹配了一款换热效率更高的板翅式液冷散热器,研究了不同条件下散热器内部流场和温度场的变化。仿真结果表明:锯齿翅片的传热效率明显高于平直... 详细信息

为了解决装载机液压系统夏季工作时油温过高问题,应用试验和数值仿真相结合的方法,为液压系统匹配了一款换热效率更高的板翅式液冷散热器,研究了不同条件下散热器内部流场和温度场的变化。仿真结果表明:锯齿翅片的传热效率明显高于平直翅片;散热器耐压特性满足规定要求;导流片角度为45°时冷却液流动均匀性最好。该散热器解决了液压油散热器散热不足的问题。

关键词：流体传动与控制液压系统液冷散热器锯齿翅片流动均匀性

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新型多孔铜微通道热沉散热性能实验研究

热科学与技术 2020年第4期19卷 339-346页

作者：裘腾威刘敏刘源张祎张威宁波职业技术学院精密模具加工及智能制造应用研究中心浙江宁波315800 清华大学材料学院北京100084 宁波勋辉电器有限公司浙江宁波315800

新型多孔铜微通道散热技术采用多孔铜微通道结构,增加热沉与冷却工质的接触面积,提高热沉的散热性能。利用单室金属-气体共晶定向凝固工艺,通过控制冷却速度、过热度、气压等工艺参数,从而制备优质的多孔铜材料。根据多孔铜微通道热沉... 详细信息

新型多孔铜微通道散热技术采用多孔铜微通道结构,增加热沉与冷却工质的接触面积,提高热沉的散热性能。利用单室金属-气体共晶定向凝固工艺,通过控制冷却速度、过热度、气压等工艺参数,从而制备优质的多孔铜材料。根据多孔铜微通道热沉散热原理,搭建散热性能测试平台,研究冷却工质流量、多孔铜材料的孔径和孔隙率、入口截面斜率角对多孔铜微通道热沉散热性能的影响规律。结果表明:增加冷却工质流量有利于提高多孔铜微通道热沉的散热性能;在恒定体积流量下,减小孔径有利于提高多孔铜微通道热沉的散热性能;当多孔铜孔隙率为30.8%时,多孔铜微通道热沉散热性能最佳;入口截面斜率角对多孔铜微通道热沉散热性能的影响较小。

关键词：多孔铜微通道热沉散热性能液冷散热器

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锂电池包热管理系统性能分析

新能源进展 2023年第6期11卷 499-505页

作者：隋增光林昊晟孙钦董凯军耿曼吴伟香港城市大学能源与环境学院中国香港999077 中国科学院广州能源研究所广州510640 广州高澜创新科技有限公司广州510705

电池包作为电动汽车的动力源,其性能决定着电动汽车的安全与寿命,有效的热管理系统对电池包的安全运行起到至关重要的作用。在数值传热学理论基础上,建立电池包液冷系统热-流-电模型,综合分析电池包液冷板在0.5 C和1.0 C工况下的流场与... 详细信息

电池包作为电动汽车的动力源,其性能决定着电动汽车的安全与寿命,有效的热管理系统对电池包的安全运行起到至关重要的作用。在数值传热学理论基础上,建立电池包液冷系统热-流-电模型,综合分析电池包液冷板在0.5 C和1.0 C工况下的流场与温度场分布。结果表明:进出口处存在明显的流动阻力,液冷板进出口压差高达11.82kPa,导致泵耗显著增加;液冷板温度呈现明显的不均匀性,放电倍率从0.5C增加到1.0C,温度不均匀性由3.16℃增加到5.57℃。同时,还考虑了电池包在瞬态工况下的温度变化。该研究可为电池包热管理系统的设计与优化提供参考。

关键词：电池包液冷散热器数值模拟热管理