S型微通道散热模块传热性能研究

发布时间：2021-08-16 12:09

　　针对变频器发热的问题,提出一种S型微通道散热模块,并对其传热性能进行了理论分析,推导得出热阻与结构参数的数学关系式。利用Fluent软件,对S型微通道散热模块的结构参数进行优化,分析其对散热性能的影响,并进行了实验验证。研究结果表明,S型微通道散热模块可有效提升变频器的散热性能,较优的结构参数为:流道水力直径为1.4 mm、流道宽高比为3∶1、弯曲曲率半径为30 mm。将S型微通道散热模块与铜圆管铸铝散热模块进行了仿真及实验比较,结果表明前者基体平均温度比后者要低2.3℃,热阻降低了20.38%,说明S型微通道散热模块具有较好的散热性能。 

【文章来源】：机电技术. 2020,(03)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

S型微通道散热模块扁管部分物理模型

通过仿真结果，可得不同水力直径下的弯曲微小通道冷却管出口水温、出口速度等物理参数。将上述参数经过计算得到热阻并以此为指标进行分析。由于结果较多，以下仅列出图2～4的趋势分析图。从图2可以看出，在弯曲曲率半径、流道横截面宽高比恒定的前提下，热阻随着水力直径的增大而先减小后增大。分析原因：在弯曲曲率半径、流道截面宽高比和冷却液流速恒定的情况下，水力直径增大，流道的横截面将增大，冷却液的流量将增大；当变频器产热功率恒定时，进出口冷却液的温差将会随着水力直径的增大而减小，导致热阻减小。

从图2可以看出，在弯曲曲率半径、流道横截面宽高比恒定的前提下，热阻随着水力直径的增大而先减小后增大。分析原因：在弯曲曲率半径、流道截面宽高比和冷却液流速恒定的情况下，水力直径增大，流道的横截面将增大，冷却液的流量将增大；当变频器产热功率恒定时，进出口冷却液的温差将会随着水力直径的增大而减小，导致热阻减小。从图3可以看出，在流道水力直径、弯曲曲率半径恒定的前提下，热阻随着流道宽高比在1∶3至3∶1的范围内先增大后减小。分析原因：在流道水力直径、弯曲曲率半径和冷却液流速恒定的情况下，随着流道宽高比在1∶3至3∶1的范围内增大，流道的横截面面积将先减小后增大，微小通道内冷却液的流量也将先减小后增大；当变频器产热功率恒定时，进出口冷却液的温差就会先增大后减小，导致热阻先增大后减小。

【参考文献】：
期刊论文
[1]雷达电子机箱的热分析及优化设计[J]. 赵莲晋.  内燃机与配件. 2017(03)
[2]基于Icepak的密闭机箱热设计研究[J]. 任恒,刘万钧,黄靖,洪大良.  电子科学技术. 2015(06)
[3]A Review of Heat Transfer Enhancement through Flow Disruption in a Microchannel[J]. Anupam Dewan,Pankaj Srivastava.  Journal of Thermal Science. 2015(03)
[4]轴流风机机箱散热结构的仿真优化设计[J]. 苗力,杨洁,杨林.  发电与空调. 2012(04)



本文编号：3345645