基于自然对流热管散热器的半导体制冷箱传热特性分析与研究
发布时间：2021-03-30 07:00
半导体制冷作为一种环保高效的新型制冷技术,具备无污染、零噪音、结构紧凑、寿命长等特点,已在工业和民用领域得到了广泛应用。如何有效增强半导体冷热端的传热,降低其冷热端的温差,提高半导体的制冷效率,成为了半导体制冷应用研究的热点之一。而自然对流热管散热器是热管与散热翅片的有机组合,既具备热管的高导热性,又保留了翅片散热面积大的特点,同时其采用自然对流散热方式,无需额外辅助能源,因而非常适合于半导体制冷片热端的强化散热。本文采用自然对流热管散热器对半导体制冷箱热端进行散热,通过实验对半导体制冷箱的冷热端传热性能进行研究,并利用Fluent对散热器的结构参数进行仿真优化。本文首先对三种不同型号半导体片的制冷特性曲线进行实验分析,获取低功率下制冷性能最佳的半导体片。在此基础上,对热端采用自然对流热管散热器的半导体制冷箱传热特性进行实验性研究,分析不同结构散热器、输入功率、散热器安装位置、以及冷端吹风风向这四个参数对半导体制冷箱传热性能的影响。随后依据自然对流散热的特点,建立热管散热器的简化物理模型,并采用Fluent软件对该模型进行数值模拟,将模拟结果与相应地实验结果进行误差分析,验证模型正确性...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：113 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
半导体制冷
第一章 绪论除了为红外侦测仪、激光发射器、光电倍增管等光电元件营造低温工作环境，半导体制冷器更多被应用于家用生活产品，如车载冰箱、饮水机、冷藏酒柜、便携式冷藏箱等制冷产品（如图 1-1~1-3），同时引发了国内外公司对半导体制冷技术的进一步研究和应用，如由美国 RCA 研发的 AFTAC20 型空调能够在环境温度为 37℃的条件下保证车内空气温度为 18℃左右，能够产生 5.86kW 的冷量且重量仅 147kg[20,21,22]。
图 1-4 热管工作原理示意图国 Gaugler 为了解决热电发射器的供热以及热电接受装置上的散热出热管的理论模型。1964 年 Grover 在其发表的“超高热传导结种高导热元件命名为“热管”，并对其传热性能进行了实验，此热管的工作方式进行扩展和阐述。其中最具影响力的是 1965 年完善的热管模型理论，它为日后热管产品的设计和制造提供了理Ferrell 等所提出的关于热管启动过程中的声速极限理论和粘性极中液体沸腾传热等理论研究，更深刻地揭示了热管内部工质在多凝传热特性。两年后在此基础上制造了第一根钢—水热管，并成星上。1970 年开始，热管产品的应用逐渐由军用航空航天领域拓域，例如为了解决季节性冻土问题，美国阿拉斯加州首次在石油管的工业应用。随着 1980 年日本帝人公司和美国 Q-dot 所生产炉的出现，通过热管将烟气中的余热进行回收，并对冷水进行预
【参考文献】：
期刊论文
[1]半导体冷藏箱热端最佳散热方式的实验研究[J]. 王莹,吕志家. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2014(02)
[2]半导体制冷效率探究[J]. 陈秀端. 漳州职业技术学院学报. 2012(04)
[3]半导体制冷技术研究综述[J]. 王怀光,吴定海,陈彦龙,范红波,张云强. 四川兵工学报. 2012(11)
[4]大功率LED排式热管散热器的开发及性能研究[J]. 冯志伟,张红,许辉. 半导体光电. 2012(02)
[5]热管散热器数值仿真模型[J]. 刘红,童思成,蒋兰芳. 半导体光电. 2012(02)
[6]半导体制冷研究综述[J]. 贾艳婷,徐昌贵,闫献国,田志峰. 制冷. 2012(01)
[7]温差发电器的传热特性分析与实验研究[J]. 周泽广,朱冬生,吴红霞,张鸿声. 华南理工大学学报(自然科学版). 2011(11)
[8]基于典型工况的半导体制冷系统优化方式探讨[J]. 侯传勋,张志利,赵亮清,姜毅. 低温与超导. 2011(03)
[9]半导体制冷技术及其在电冰箱中的应用[J]. 赵小强. 甘肃科技. 2010(19)
[10]热管散热器在大功率LED路灯中的应用研究[J]. 徐荣吉,何雅玲,崔福庆,王煜,徐勋. 半导体光电. 2010(03)
博士论文
[1]精细硅化物热电材料制备技术及其热电传输性能的研究[D]. 樊文浩.太原理工大学 2013
硕士论文
[1]水冷式半导体冰箱制冷性能的研究[D]. 张晓芳.湘潭大学 2012
[2]半导体制冷热端的分析与实验研究[D]. 蔡德坡.南昌大学 2010
[3]CPU热管散热器的实验研究与数值模拟[D]. 田金颖.天津商业大学 2008
[4]热管用于笔记本电脑散热的研究[D]. 黄庆.东南大学 2005
本文编号：3109095
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：113 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
半导体制冷
第一章 绪论除了为红外侦测仪、激光发射器、光电倍增管等光电元件营造低温工作环境，半导体制冷器更多被应用于家用生活产品，如车载冰箱、饮水机、冷藏酒柜、便携式冷藏箱等制冷产品（如图 1-1~1-3），同时引发了国内外公司对半导体制冷技术的进一步研究和应用，如由美国 RCA 研发的 AFTAC20 型空调能够在环境温度为 37℃的条件下保证车内空气温度为 18℃左右，能够产生 5.86kW 的冷量且重量仅 147kg[20,21,22]。
图 1-4 热管工作原理示意图国 Gaugler 为了解决热电发射器的供热以及热电接受装置上的散热出热管的理论模型。1964 年 Grover 在其发表的“超高热传导结种高导热元件命名为“热管”，并对其传热性能进行了实验，此热管的工作方式进行扩展和阐述。其中最具影响力的是 1965 年完善的热管模型理论，它为日后热管产品的设计和制造提供了理Ferrell 等所提出的关于热管启动过程中的声速极限理论和粘性极中液体沸腾传热等理论研究，更深刻地揭示了热管内部工质在多凝传热特性。两年后在此基础上制造了第一根钢—水热管，并成星上。1970 年开始，热管产品的应用逐渐由军用航空航天领域拓域，例如为了解决季节性冻土问题，美国阿拉斯加州首次在石油管的工业应用。随着 1980 年日本帝人公司和美国 Q-dot 所生产炉的出现，通过热管将烟气中的余热进行回收，并对冷水进行预
【参考文献】：
期刊论文
[1]半导体冷藏箱热端最佳散热方式的实验研究[J]. 王莹,吕志家. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2014(02)
[2]半导体制冷效率探究[J]. 陈秀端. 漳州职业技术学院学报. 2012(04)
[3]半导体制冷技术研究综述[J]. 王怀光,吴定海,陈彦龙,范红波,张云强. 四川兵工学报. 2012(11)
[4]大功率LED排式热管散热器的开发及性能研究[J]. 冯志伟,张红,许辉. 半导体光电. 2012(02)
[5]热管散热器数值仿真模型[J]. 刘红,童思成,蒋兰芳. 半导体光电. 2012(02)
[6]半导体制冷研究综述[J]. 贾艳婷,徐昌贵,闫献国,田志峰. 制冷. 2012(01)
[7]温差发电器的传热特性分析与实验研究[J]. 周泽广,朱冬生,吴红霞,张鸿声. 华南理工大学学报(自然科学版). 2011(11)
[8]基于典型工况的半导体制冷系统优化方式探讨[J]. 侯传勋,张志利,赵亮清,姜毅. 低温与超导. 2011(03)
[9]半导体制冷技术及其在电冰箱中的应用[J]. 赵小强. 甘肃科技. 2010(19)
[10]热管散热器在大功率LED路灯中的应用研究[J]. 徐荣吉,何雅玲,崔福庆,王煜,徐勋. 半导体光电. 2010(03)
博士论文
[1]精细硅化物热电材料制备技术及其热电传输性能的研究[D]. 樊文浩.太原理工大学 2013
硕士论文
[1]水冷式半导体冰箱制冷性能的研究[D]. 张晓芳.湘潭大学 2012
[2]半导体制冷热端的分析与实验研究[D]. 蔡德坡.南昌大学 2010
[3]CPU热管散热器的实验研究与数值模拟[D]. 田金颖.天津商业大学 2008
[4]热管用于笔记本电脑散热的研究[D]. 黄庆.东南大学 2005
本文编号：3109095
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