电子芯片冷却用微型膜式压缩机理论研究

发布时间：2020-07-15 13:15

【摘要】： 随着芯片集成度的不断提高,芯片冷却已成为影响计算机性能进一步提高的关键因素。解决芯片冷却问题的主要途径为发展新型冷却技术和微型蒸气压缩式制冷系统。从制冷量、可靠性以及价格等因素考虑,大力发展微型蒸气压缩制冷系统无疑是具有重大意义的。蒸气压缩式微型制冷系统主要部件包括压缩机、蒸发器、冷凝器和节流装置。在制冷系统微型化中碰到的一个共性问题是需要有一个与制冷机构相匹配的微型压缩机。靠静电驱动的隔膜压缩机,以高效性、紧凑性和可伸缩性,为其应用于电子芯片冷却提供了保证。本文首先对静电驱动的隔膜压缩机中所采用的聚酰亚胺膜膜片受力变形作了理论研究,采用大挠度薄壁变形理论,静态分析了压差变化与挠度和膜片受力之间的对应关系。用仿真软件模拟膜片的动态变化过程,进一步分析膜片运动性能。本文的研究结果显示,采用静电力驱动的隔膜压缩机由于压升较低,当其应用于微型蒸气压缩式制冷系统时,工作特点十分接近于流体泵,且需要采用多个压缩机串联以达到合适的蒸发和冷凝压力。采用微元段计算方法,建立了隔膜压缩机工作模型,在综合考虑其气体力和膜片弹力等因素的基础上,模拟压缩机工作过程,计算出驱动隔膜压缩机所需的最大电压值,并且对隔膜压缩机单元进行分布排列以满足制冷系统中制冷量和体积流量的双重需求,分析额定工况下压缩机中制冷剂的热力状况参数,并讨论非额定工况下其各个状态点热力参数的变化情况。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH45
【图文】：

示意图,半导体,原理,示意图

原理图[1]。由 P 型和 N 型半导体），一面为热端（放热）。半导体散热片将热量从 CPU 的核心传到件、无振动，寿命长；制冷量和成本高、工艺不成熟；且易因温

示意图,示意图,热量,塞流

反复进行沸腾或凝结来传送热量。其工作原理如图体称为工作液，是热量传递的介质。首先，蒸发段的工作为等温饱和蒸汽，在气压差的驱使力作用下蒸汽越过绝热壁凝结为液体并释放热量；接着，在热管内贴壁敷设的吸段再加热汽化，从而构成工质相变传热循环。的优点是：可以在等温条件下远距离传递热量并将此热量热阻小、传热快、传热方向可逆、结构简单、重量轻、体汽流动黏性力、蒸汽流达音速的塞流现象、蒸汽流速过大散的剪断力、流体的流量大于毛细输运能力等，可能会导料性能和制造工艺有很高的要求。

原理图,蒸气压缩式,制冷系统,原理图

蒸气压缩式制冷系统原理图

【参考文献】