新型结构热沉中微射流流动及传热特性的研究
发布时间：2022-02-10 18:55
本研究旨在对高发热量的电子元件设计有效的散热方案,在传统风冷散热技术的基础上,提出一种带有回流结构的微射流热沉。搭建了微射流热沉散热系统实验台,并利用CFD仿真软件进行数值模拟,对微射流在热沉内的流动及换热特性进行分析,得到该热沉的性能评价。对多孔微射流进行数值模拟,发现横向流对微射流流动及传热的影响较大,因此,提出一种带有回流结构的微射流热沉。将有、无回流结构的微射流流动数值模拟结果进行对比,发现回流结构能够减少甚至消除多孔微射流在射流过程中受到的横向流干扰,提高了热沉的换热效果。通过控制单值性变量得到不同运行参数和不同结构参数情况下的研究结果,在5000<Rea<6800范围内,若Rea较小,微射流运动时的流体形态将受到周围流体的干扰,Rea越大,这种影响越小,被冷却表面温度分布越均匀。而另一运行参数Q仅影响被冷却表面的温度大小。在结构参数方面,H/d对微射流运动及传热影响较大,在1≤H/d≤14范围内,H/b越大,微射流对被冷却表面的作用强度越小;1≤H/d≤6时,每股微射流运动状态和换热强度相同,被冷却表面温度分布均匀;8≤H/d≤14时,微射流运动轨迹发生偏移,被...
【文章来源】：景德镇陶瓷大学江西省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２?ＣＰＵ散热片??
Ｉｎｔｅｌ公司在１９７１年推出世界上第一款ＣＰＵ——４００４。ＣＰＵ的发展十分迅速，图１－１??展示了?Ｉｎｔｅｌ公司的ＣＰＵ制造工艺发展进程。??１００００Ｈ．?４００４??８０００?－?＼??｜?６０００－?Ｉ８０８０??＾?．?＼??Ｓ?４０００?－?＼??＇Ｖ８０８６??８０３８６ｖ－－．．?Ｐ＾ｎｔｉｕｍ?１３３??８０４８６?＊?＇?－ｉ?Ｐｅｎｔｉｕｍ?４??〇?＿?４８６ＤＸ４???＾??１９７０?１９７５?１９８０?１９８５?１９９０?１９９５?２０００?２００５?２０１０?２０１５??时间／年??图Ｍ?Ｉｎｔｅｌ公司的ＣＰＵ制造工艺发展进程??从第一款拥有２２５０个晶体管，１０ｐｍ制造工艺的ＣＰＵ到１９８９年突破１００万个??晶体管（ｌｇｍ制造工艺）仅耗时１８年，再到２０１２年的Ｃｏｒｅ?ｉ７?３９７０Ｘ拥有约２２．７??亿晶体管，３２ｎｍ制造工艺。晶体管的制造工艺不断微小化，芯片单位面积上的晶??体管急剧增加，根据芯片功率／ｐ的换算公式｜１］：??ｐ＝ａｎＥｆｃ?（１－１）??其中，必１，是晶体管在一个时钟周期内的平均开关概率；《为晶体管的总数；??ｓ为一个晶体管开关的耗能；，为时钟频率。??可见芯片功率与晶体管数量成正比，单位面积的晶体管
是更为高效地提高散热器的散热性能。??（ａ）九州风神大霜塔散热器部件图?（ｂ）酷冷至尊Ｈｙｐｅｒ?２１２Ｘ－Ｔｕｒｂｏ散热器??图１－５热管散热器??热管的制作工艺提高，越来越多的微热管技术出现，使得热管散热器能够具有??体积小、所需散热风扇功率小、噪音小的优势，常用于笔记本计算机中，图１－６是??Ｉｎｔｅｌ?Ｅ４０笔记本的散热器部件，利用的散热技术即热管散热。??热管??风Ｔ扇?ＭＦ＊＇＊）?？??图１－６笔记本计算机的散热器部件??（３）水冷散热??水是热的良导体，比热较大，相同温差条件时，相同质量的空气能够吸收的热??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型单圆锥体热沉单孔射流散热数值模拟[J]. 马鹏程,唐志国,刘轻轻,王元哲. 机械工程学报. 2016(24)
[2]横流对冲击射流换热特性的影响[J]. 张传杰,孙纪宁,李浩,毛宏霞. 航空动力学报. 2011(08)
[3]蛇形管平行通道中高压气体的对流换热特性研究[J]. 常勇强,杨震,赵振兴,郭琴琴,曹子栋. 西安交通大学学报. 2011(03)
[4]阵列射流冲击冷却换热特性的数值研究[J]. 韩宇萌,王新军,仇璐珂,俞茂铮,赵世全,贾文,艾松. 汽轮机技术. 2010(03)
[5]倾斜单孔射流轨迹与速度分布的研究[J]. 夏前锦,杨爱玲,戴韧. 燃气涡轮试验与研究. 2010(02)
[6]电子设备热设计研究[J]. 陈恩. 制冷. 2009(03)
[7]Y形构形微通道流动换热特性的数值分析[J]. 徐国强,王梦,吴宏,陶智. 北京航空航天大学学报. 2009(03)
[8]空气射流冲击下柱鳍热沉散热特性实验研究[J]. 涂福炳,周孑民,曾文辉. 湖南科技大学学报(自然科学版). 2008(02)
[9]微肋管及强化微肋管换热和阻力实验研究[J]. 李晓伟,孟继安,陈泽敬,李志信. 工程热物理学报. 2007(05)
[10]V型微通道热沉的流体流动与传热问题研究[J]. 刘婷婷,高杨,韩宾,胡莉. 传感技术学报. 2006(05)
博士论文
[1]微纳尺度气体流动和传热的Burnett方程研究[D]. 包福兵.浙江大学 2008
本文编号：3619354
【文章来源】：景德镇陶瓷大学江西省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２?ＣＰＵ散热片??
Ｉｎｔｅｌ公司在１９７１年推出世界上第一款ＣＰＵ——４００４。ＣＰＵ的发展十分迅速，图１－１??展示了?Ｉｎｔｅｌ公司的ＣＰＵ制造工艺发展进程。??１００００Ｈ．?４００４??８０００?－?＼??｜?６０００－?Ｉ８０８０??＾?．?＼??Ｓ?４０００?－?＼??＇Ｖ８０８６??８０３８６ｖ－－．．?Ｐ＾ｎｔｉｕｍ?１３３??８０４８６?＊?＇?－ｉ?Ｐｅｎｔｉｕｍ?４??〇?＿?４８６ＤＸ４???＾??１９７０?１９７５?１９８０?１９８５?１９９０?１９９５?２０００?２００５?２０１０?２０１５??时间／年??图Ｍ?Ｉｎｔｅｌ公司的ＣＰＵ制造工艺发展进程??从第一款拥有２２５０个晶体管，１０ｐｍ制造工艺的ＣＰＵ到１９８９年突破１００万个??晶体管（ｌｇｍ制造工艺）仅耗时１８年，再到２０１２年的Ｃｏｒｅ?ｉ７?３９７０Ｘ拥有约２２．７??亿晶体管，３２ｎｍ制造工艺。晶体管的制造工艺不断微小化，芯片单位面积上的晶??体管急剧增加，根据芯片功率／ｐ的换算公式｜１］：??ｐ＝ａｎＥｆｃ?（１－１）??其中，必１，是晶体管在一个时钟周期内的平均开关概率；《为晶体管的总数；??ｓ为一个晶体管开关的耗能；，为时钟频率。??可见芯片功率与晶体管数量成正比，单位面积的晶体管
是更为高效地提高散热器的散热性能。??（ａ）九州风神大霜塔散热器部件图?（ｂ）酷冷至尊Ｈｙｐｅｒ?２１２Ｘ－Ｔｕｒｂｏ散热器??图１－５热管散热器??热管的制作工艺提高，越来越多的微热管技术出现，使得热管散热器能够具有??体积小、所需散热风扇功率小、噪音小的优势，常用于笔记本计算机中，图１－６是??Ｉｎｔｅｌ?Ｅ４０笔记本的散热器部件，利用的散热技术即热管散热。??热管??风Ｔ扇?ＭＦ＊＇＊）?？??图１－６笔记本计算机的散热器部件??（３）水冷散热??水是热的良导体，比热较大，相同温差条件时，相同质量的空气能够吸收的热??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型单圆锥体热沉单孔射流散热数值模拟[J]. 马鹏程,唐志国,刘轻轻,王元哲. 机械工程学报. 2016(24)
[2]横流对冲击射流换热特性的影响[J]. 张传杰,孙纪宁,李浩,毛宏霞. 航空动力学报. 2011(08)
[3]蛇形管平行通道中高压气体的对流换热特性研究[J]. 常勇强,杨震,赵振兴,郭琴琴,曹子栋. 西安交通大学学报. 2011(03)
[4]阵列射流冲击冷却换热特性的数值研究[J]. 韩宇萌,王新军,仇璐珂,俞茂铮,赵世全,贾文,艾松. 汽轮机技术. 2010(03)
[5]倾斜单孔射流轨迹与速度分布的研究[J]. 夏前锦,杨爱玲,戴韧. 燃气涡轮试验与研究. 2010(02)
[6]电子设备热设计研究[J]. 陈恩. 制冷. 2009(03)
[7]Y形构形微通道流动换热特性的数值分析[J]. 徐国强,王梦,吴宏,陶智. 北京航空航天大学学报. 2009(03)
[8]空气射流冲击下柱鳍热沉散热特性实验研究[J]. 涂福炳,周孑民,曾文辉. 湖南科技大学学报(自然科学版). 2008(02)
[9]微肋管及强化微肋管换热和阻力实验研究[J]. 李晓伟,孟继安,陈泽敬,李志信. 工程热物理学报. 2007(05)
[10]V型微通道热沉的流体流动与传热问题研究[J]. 刘婷婷,高杨,韩宾,胡莉. 传感技术学报. 2006(05)
博士论文
[1]微纳尺度气体流动和传热的Burnett方程研究[D]. 包福兵.浙江大学 2008
本文编号：3619354
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dongligc/3619354.html
