水冷散热器性能测试系统的研制

发布时间：2018-06-22 01:39

  本文选题：电气元件 + 水冷散热器　； 参考：《中国计量学院》2015年硕士论文

【摘要】：随着科学技术的高速发展,信息技术、电力系统和交通运输业等行业中出现了越来越多的高功率密度设备,这些设备在使用过程中产生了大量无用的热,若热量无法及时散出将会降低设备的性能。因此,对于这些设备的散热就有了更高的要求。由于水冷散热器的散热效率高、散热速度快、噪音低、体积小,具有广阔的应用前景,因此对水冷散热器的性能研究和测试至关重要。目前电力电子行业的水冷散热器性能测试系统只能进行流量关于流阻和热阻的关系特性的简单测试,测试条件没有考虑进口水温对散热器性能的影响,测试内容单一,不能适应实际工作中的复杂环境。针对这些问题,本文做了以下研究:(1)以杭州某公司的水冷散热器为研究对象,对进口水温的温度控制、进口流量控制以及模拟热源加热量的控制进行了具体分析和研究,并研制了一套水冷散热器性能测试系统。(2)对某型号的水冷散热器进行了模拟研究,将数值模拟得出的参数值与实验数据进行了对比分析,两者的出口温度、热阻及流阻吻合良好,验证了模型的基本正确。最后采用此模型对水冷散热器性能测试系统中的模拟热源加热量装置的绝热工况和均温工况分别进行了分析,得出保温处理和设置均温铜块可提高水冷散热器热阻测量的准确度。(3)对某型号水冷散热器进行了实验测试。根据实验数据分析了不同散热量工况下,水冷散热器进口温度、流量与流阻之间的关系特性。最后,对流量、散热量与热阻之间的关系特性进行了分析,并对水冷散热器台面温度的主要影响因素进行了研究。研究表明,流量是水冷散热器流阻和热阻的主要影响因素,而散热量对于流阻和热阻基本没有影响。进口水温与水冷散热器台面温度值密切相关,进口水温越高,其台面温度也越高,热源的表面温度也会随之增加。(4)对水冷散热器性能测试系统进行了不确定度评价,在额定工况下,流阻的测量不确定度为2.9%,动态热阻的测量不确定度2.8%。
[Abstract]:With the rapid development of science and technology, more and more high-power density equipments have appeared in the fields of information technology, power system, transportation and so on. If the heat is not released in time, the performance of the equipment will be reduced. Therefore, there are higher requirements for the heat dissipation of these equipment. Because of its high efficiency, fast cooling speed, low noise and small volume, the water-cooled radiator has a broad application prospect, so it is very important to study and test the performance of water-cooled radiator. At present, the performance test system of water cooling radiator in power electronics industry can only simply test the relationship between flow resistance and thermal resistance. The test conditions do not take into account the influence of imported water temperature on the performance of radiator. Can not adapt to the actual work of the complex environment. Aiming at these problems, this paper has done the following research: (1) taking the water cooling radiator of a company in Hangzhou as the research object, the temperature control of the inlet water temperature, the control of the inlet flow rate and the control of the heat addition of the simulated heat source are analyzed and studied concretely. A set of performance test system for water-cooled radiator is developed. (2) A certain type of water-cooled radiator is simulated and studied. The parameters obtained by numerical simulation are compared with the experimental data, and the outlet temperature of the two radiators is compared and analyzed. The thermal resistance and the flow resistance are in good agreement, and the model is basically correct. Finally, the adiabatic condition and the uniform temperature condition of the simulated heat source heating device in the performance test system of water cooling radiator are analyzed respectively by using this model. It is concluded that the heat preservation treatment and the setting of uniform temperature copper block can improve the accuracy of measuring the thermal resistance of water-cooled radiator. (3) A certain type of water-cooled radiator is tested experimentally. According to the experimental data, the relationship between inlet temperature, flow rate and flow resistance of water cooled radiator under different heat transfer conditions is analyzed. Finally, the relationship between flow rate, heat dissipation and thermal resistance is analyzed, and the main influencing factors of table temperature of water-cooled radiator are studied. The results show that the flow rate is the main factor affecting the flow resistance and thermal resistance of the water-cooled radiator, but the heat dissipation has no effect on the flow resistance and thermal resistance. The inlet water temperature is closely related to the water cooling radiator Mesa temperature. The higher the inlet water temperature, the higher the surface temperature of the heat source. (4) the uncertainty of the water cooling radiator performance test system is evaluated. Under rated working conditions, the uncertainty of flow resistance measurement is 2.9, and that of dynamic thermal resistance is 2.8.
【学位授予单位】：中国计量学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK172;TP274

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本文编号：2050968