直翅式热沉自然对流散热强化技术研究

发布时间：2019-06-02 22:02

【摘要】：热沉是电子元器件散热的常用部件。直翅式热沉因重量轻,成本低,传热效率高,易于挤压成型等优点而被广泛应用。本文是对直翅式热沉自然对流散热进行了研究,主要研究内容如下:(1)搭建热沉自然对流散热测试平台,通过初步试验对比分析,发现定功率测量温度的实验方法可靠性较高,并以此作为后续实验的实验方法。(2)通过实验和数值模拟相结合的方式,研究了安装角对热沉散热的影响。热沉散热性能在安装角为15°时最差,而在安装角为90°时最好。其原因在于空气进入热沉,在沿着翅片流动的过程中与翅片表面发生热交换,温度逐渐升高,在流出热沉时,空气与翅片表面之间的温度差较小,形成传热死区,减小热沉有效散热面积。在安装角为15°时,传热死区所占面积比例最大,即热沉有效散热面积最小,散热性能最差。(3)对热沉切角处理,以验证传热死区并强化传热。发现适当切角有助于热沉散热,但切角尺寸不宜过大。(4)对不同安装角下热沉,在热沉中间位置开缝可以强化热沉散热,但开缝宽度不宜过大。开缝热沉在安装角为0°时,散热性能最佳,与开缝宽度无关。在安装角一定时,随着开缝宽度增加,开缝强化热沉散热性能作用逐渐减小,在开缝宽度大于12mm,安装角大于30°时反而会弱化散热。(5)在开缝宽度为5mm时,开缝数对开缝热沉散热性能的影响明显,各开缝热沉均在安装角为0°时,散热性能达到最好。开缝数为1时,散热性能在安装角为15°时最差,而其他开缝数下,在安装角为90°时最差。安装角不同时,其散热性能随开缝数的变化趋势不同。安装角小于45°的情况下,开缝热沉在开缝数为7时,散热性能最佳,而安装角大于45°时,在开缝数为9时达到最佳。
[Abstract]:Heat sink is a common component of heat dissipation of electronic components. Straight wing heat sink is widely used because of its light weight, low cost, high heat transfer efficiency, easy extrusion and so on. In this paper, the natural convolution heat dissipation of straight-winged heat sink is studied. The main research contents are as follows: (1) build a test platform for natural convective heat dissipation of heat sink, and compare and analyze it through preliminary experiments. It is found that the experimental method of constant power temperature measurement is reliable, and it is used as the experimental method of subsequent experiments. (2) the effect of installation angle on heat dissipation of heat sink is studied by combining experiment and numerical simulation. The heat sink and heat dissipation performance is the worst when the installation angle is 15 掳, and the best when the installation angle is 90 掳. The reason is that the air enters the heat sink, and the heat exchange occurs with the finned surface in the process of flowing along the finned surface, and the temperature increases gradually. When the heat sink flows out, the temperature difference between the air and the finned surface is small, forming a heat transfer dead zone. Reduce the effective heat dissipation area of heat sink. When the installation angle is 15 掳, the proportion of the dead zone of heat transfer is the largest, that is, the effective heat dissipation area of heat sink is the smallest and the heat dissipation performance is the worst. (3) the heat sink cutting angle is treated to verify the dead zone of heat transfer and enhance the heat transfer. It is found that the proper cutting angle is helpful to the heat dissipation of the heat sink, but the size of the cutting angle should not be too large. (4) for the heat sink at different installation angles, opening the seam in the middle of the heat sink can strengthen the heat dissipation of the heat sink, but the width of the slit should not be too large. When the installation angle is 0 掳, the heat dissipation performance of the slotted heat sink is the best, which is independent of the width of the slit. When the installation angle is constant, with the increase of slit width, the heat dissipation performance of slit enhancement decreases gradually. When the slit width is more than 12 mm and the installation angle is more than 30 掳, the heat dissipation will be weakened. (5) when the slit width is 5mm, the heat dissipation will be weakened when the slit width is more than 12 mm and the installation angle is more than 30 掳. The effect of slit number on the heat dissipation performance of slit heat sink is obvious, and the heat dissipation performance of each slit heat sink is the best when the installation angle is 0 掳. When the number of seams is 1, the heat dissipation performance is the worst when the installation angle is 15 掳, while when the number of other seams is 90 掳, the heat dissipation performance is the worst when the installation angle is 90 掳. When the installation angle is different, the heat dissipation performance varies with the number of seams. When the installation angle is less than 45 掳, when the number of seams is 7, the heat dissipation performance is the best, while when the installation angle is more than 45 掳, the heat dissipation performance is the best when the number of seams is 9.
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK124

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 王立;陈薇君;;载人舱不锈钢-铜热沉的特点[J];航天器环境工程;2001年01期

2 蒋武,郭永胜,雷群芳,林瑞森;吸热型碳氢燃料热沉的测定研究[J];燃料化学学报;2002年01期

3 庞贺伟,黄本诚;颈部和侧门热沉设计[J];中国空间科学技术;2002年03期

4 王立,陈薇君,焦宝祥,孙洪进;载人舱不锈钢-铜热沉的设计[J];低温工程;2003年04期

5 袁修干;刘国青;刘敏;何鸿辉;;大型液氮热沉中流动与传热均匀性数学模拟与分析[J];低温工程;2008年02期

6 单巍巍;丁文静;刘敏;王紫娟;;气氦热沉结构优化设计[J];航天器环境工程;2009年S1期

7 徐向华;刘明艳;梁新刚;;带射流微小通道热沉的数值模拟及优化[J];工程热物理学报;2011年12期

8 郭奋颖;;空间部件热真空试验的新装置—半导体热沉[J];真空与低温;1985年03期

9 贾阳;刘松;;热沉温度场仿真研究[J];环模技术;1996年03期

10 王立,陈薇君,焦宝祥,孙洪进;载人舱不锈钢-铜热沉的设计[J];中国空间科学技术;2002年03期

相关会议论文 前10条

1 单巍巍;刘波涛;丁文静;刘敏;;重力式自循环系统中热沉结构设计方法研究[A];第九届全国低温工程大会论文集[C];2009年

2 王者昌;;带热沉钨极氩弧焊应力变形若干问题的探讨(4)[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年

3 丁文静;刘波涛;刘敏;王紫娟;简亚彬;;调温热沉应用的技术研究[A];第八届全国低温工程大会暨中国航天低温专业信息网2007年度学术交流会论文集[C];2007年

4 徐飞;;不锈钢管铜翅片结构热沉关键加工技术研究[A];中国真空学会2012学术年会论文摘要集[C];2012年

5 王者昌;;带热沉钨极氩弧焊应力变形若干问题的探讨(3)[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年

6 张文杰;魏仁海;张立伟;杨万青;陈金明;孟凡雷;卜京怀;;不锈钢管铜翅片热沉研制关键技术[A];第八届全国低温工程大会暨中国航天低温专业信息网2007年度学术交流会论文集[C];2007年

7 冯上升;邝九杰;卢天健;;翅片/泡沫热沉冲击换热特性数值研究[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

8 王者昌;;带热沉钨极氩弧焊应力应变若干问题的探讨(1)[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年

9 岳磊;方文军;郭永胜;许莉;;高热流密度下正构烷烃热沉的测定及分析[A];中国化学会成立80周年第十六届全国化学热力学和热分析学术会议论文集[C];2012年

10 王者昌;;带热沉钨极氩弧焊应力应变若干问题的探讨(2)[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年

相关博士学位论文 前3条

1 范嗣强;大功率激光二极管阵列节流微蒸发制冷热沉的原理与实验研究[D];重庆大学;2015年

2 刘用鹿;高效微小通道热沉散热系统设计及其实验研究[D];华中科技大学;2010年

3 崔珍珍;微针肋热沉结构优化及Micro-PIV系统下单相与两相可视化研究[D];北京工业大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 袁嘉隆;基于不同入口角度下矩形微通道热沉流动和换热特性研究[D];集美大学;2015年

2 孙华强;小型热真空环境模拟装置热沉的热力学分析[D];东北大学;2013年

3 李贺;LED微阵列器件的热学性能分析及热沉结构设计[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2015年

4 承磊;液氮/冷氦气双冷源高低温箱试验和模拟研究[D];上海交通大学;2015年

5 潘瑶;微细通道流体回路系统优化及实验研究[D];华中科技大学;2014年

6 李玉琦;直翅式热沉自然对流散热强化技术研究[D];郑州大学;2016年

7 赵恒;应用于散热领域的吸热反应化学热沉研究[D];华南理工大学;2016年

8 冷川;截断型双层微通道热沉设计与优化[D];华北电力大学(北京);2016年

9 朱丹阳;吸热型碳氢燃料热沉的测定及影响因素[D];天津大学;2004年

10 金漫丽;高效微小通道热沉的设计及实验研究[D];华中科技大学;2011年

，

本文编号：2491448