基于平板型热管的半导体制冷片散热器设计及性能研究

发布时间：2017-04-04 14:16

  本文关键词：基于平板型热管的半导体制冷片散热器设计及性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科学研究的技术不断提高,人们生活质量也越来越高,品质方面要求也越来高。特别在制冷方面,对于传统压缩式制冷噪音大、体积大、制冷剂泄漏对环境造成污染等这些缺点人们是越来越不易接受。在面对这样的背景之下,新型的半导体制冷技术得以进一步研究发展。半导体制冷技术优点很多,体积小、工作过程中没有机械运动,不存在噪音,不含制冷剂,对环境友好。但是,由于半导体制冷效率很低,远远比不上传统制冷效率,所以不能广泛实际的应用。而半导体制冷片热端散热效果是直接影响着半导体制冷效率的重要因素。本文的研究主要针对于半导体制冷片热端散热分析而设计了平板热管散热器。论文研究重点主要为:通过计算对半导体制冷片工况分析并对散热器热阻进行计算分析。利用Icepak电子热仿真软件分别对平板热管散热器、普通热管散热器以及翅片板式散热器进行了仿真模拟分析,热管散热器散热效率优于非热管散热器,而平板热管散热器散热效率优于普通热管散热器。通过在不同的工况条件下,对平板热管散热器进行模拟分析,环境温度越高,平板热管散热器温度越高,传热性能越差;空气流体的速度越大,平板热管散热器温度越低,传热性能越好;热源功率越大,平板热管散热器温度越高,传热性能越差。通过搭建实验平台分别对平板热管散热器、普通热管散热器以及翅片板式散热器进行对比分析;对平板热管散热器各工况进行实验分析;采用平板热管散热器对不同型号半导体制冷冰箱实验分析。利用Icepak电子热分析软件对平板热管散热器进行了仿真模拟,其仿真模拟数据与实验数据进行了对比分析,发现结果实验与仿真效果相似,确定了模型可靠,可以进行产品模拟仿真,减小设计成本。
【关键词】：半导体制冷片 平板热管散热器 传热性能 实验分析 仿真模拟分析
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB657
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 课题的背景与意义11-12
• 1.2 半导体制冷片技术的发展12-14
• 1.3 半导体制冷片热端散热技术的研究和发展14-17
• 1.3.1 半导体制冷片发热端散热方式14-16
• 1.3.2 半导体制冷片热端散热技术的发展16-17
• 1.4 热管技术概述17-19
• 1.4.1 热管结构、工作原理和特性17-18
• 1.4.2 热管散热技术应用和分类18-19
• 1.5 本课题研究的内容目的和方法19-20
• 1.6 本章小结20-21
• 第二章 半导体制冷平板热管散热器的热阻分析21-37
• 2.1 半导体制冷技术基本原理21-29
• 2.1.1 半导体制冷片基本效应21-25
• 2.1.2 半导体制冷片工作特性分析25-29
• 2.2 散热器材料的选择29-30
• 2.3 热散热器的传热分析30-36
• 2.3.1 热管传热热阻分析31-34
• 2.3.2 散热翅片传热分析34-35
• 2.3.3 散热器和热电制冷系统热端之间连接的热阻计算35-36
• 2.4 本章小结36-37
• 第三章 平板热管散热器散热仿真分析37-56
• 3.1 引言37-38
• 3.2 平板热管散热器模型建立38-41
• 3.2.1 物理模型38
• 3.2.2 控制方程38-39
• 3.2.3 初始条件39-40
• 3.2.4 传热边界40-41
• 3.2.5 物理性质参数41
• 3.3 CFD数值模拟及分析41-47
• 3.3.1 CFD软件模拟步骤41-44
• 3.3.2 数值模拟结果及其分析44-47
• 3.4 现有的散热器模拟和对比分析47-49
• 3.5 平板热管散热器在各工况影响分析49-55
• 3.5.1 周围空气的温度对散热器温度分布影响50-51
• 3.5.2 空气流过平板热管散热器速度对其传热分布影响51-53
• 3.5.3 热源功率大小对散热器传热性能影响53-55
• 3.6 本章小结55-56
• 第四章 实验平台搭建和散热器测试及其数据分析56-80
• 4.1 实验目的56
• 4.2 半导体制冷片散热器实验平台搭建56-67
• 4.2.1 实验硬件系统56-61
• 4.2.2 实验软件系统61-65
• 4.2.3 实验步骤65-67
• 4.3 实验结果及其数据分析67-77
• 4.3.1 导热硅胶对传热性能的影响67-70
• 4.3.2 平板热管散热器与现有散热器散热性能分析70-72
• 4.3.3 半导体制冷片强制风冷与自然风冷性能分析72-74
• 4.3.4 不同型号半导体制冷片对制冷冰箱传热性能分析74-77
• 4.4 仿真与实验对比分析77-78
• 4.5 实验误差分析78
• 4.6 本章节小结78-80
• 第五章 总结与展望80-83
• 5.1 本文主要工作80-81
• 5.2 进一步工作建议与展望81-83
• 参考文献83-88
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果88-89
• 致谢89

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘军涛;;偏光片消泡设备热风循环系统研究[J];电子工业专用设备;2013年07期

2 纪献兵;徐进良;Abanda Aime Marthial;薛强;;超轻多孔泡沫金属平板热管的传热性能研究[J];中国电机工程学报;2013年02期

3 张晓芳;钟建新;杨穗;;水冷式半导体冰箱制冷性能的研究[J];工程设计学报;2012年02期

4 王乐;吴珂;俞益波;孙大明;黄志义;;基于CFD的LED阵列自然对流散热研究[J];光电子.激光;2010年12期

5 毛佳妮;申丽梅;李爱博;汤魁;;半导体制冷器制冷性能的综合影响因素探讨及其优化设计分析[J];流体机械;2010年07期

6 寇志海;白敏丽;杨洪武;;大功率LED冷却用平板热管散热器的实验研究[J];光电子.激光;2010年04期

7 周伟;汤勇;潘敏强;向建化;万珍平;;多孔金属纤维烧结板制造技术及应用研究进展[J];材料导报;2010年01期

8 胡洪;黄虎;张奕;陈泽民;;半导体冷藏箱热端风冷散热器CFD辅助设计和实验研究[J];低温与超导;2009年12期

9 李冰;;半导体制冷技术及其发展[J];山西科技;2009年04期

10 唐金沙;李艳红;黄伟;马雯波;刘吉普;;CPU风冷散热器散热性能的实验测试[J];现代电子技术;2009年12期

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本文编号：285688