芯片水冷系统中压电泵性能的试验与研究

发布时间：2020-04-06 18:35

【摘要】：现有计算机散热主要是靠风扇强迫对流带走安装在芯片上的散热器的热量,其主要缺点是散热能力不够、散热器大小受到主机箱内部结构的制约、风扇噪音大。针对现有散热器所具有的不足,全球大型计算机厂家和科研机构提出了多种新型散热器的设计方案。本文在分析总结各种散热方案的基础上,选择了宏观水冷散热系统的结构,使用压电泵作为驱动元件,设计了集成式计算机芯片水冷系统。以压电泵为动力源的芯片冷却系统因其结构小、效率高、使用维护方便,因此很具研究价值。 本文从分析压电泵的结构参数对其性能的影响的角度出发,建立压电泵在计算机水冷系统中的工作模型,并进行了实验研究,分析了影响压电泵性能的因素:分析了压电振子的变化与阀的开启高度和阀的迟滞现象之间的关系,从提高压电泵的工作性能出发,对阀体及阀座的结构进行了改良;本文通过实验发现,选择合理的腔体容积,可以提高压电泵在较低频率的工作能力,可使其具有较强的自吸能力和抵抗气泡干扰的能力;本文分析了压电泵产生噪音的原因,并提出了在计算机水冷系统内解决压电泵振动和噪音的方法。 本文设计了双腔体压电泵和单腔体双振子压电泵。该泵结构紧凑、体积较小,其最佳工作频率在50Hz左右,在电压为220V时,输出流量为560ml,输出压力可以达到26KPa。通过实验对比,本文选用单腔体双振子压电泵作为计算机芯片水冷系统的驱动元件。 文章将芯片水冷散热系统测试结果与现有的风冷散热器的测试结果进行了对比,在相同环境温度下,在相同加热功率的模拟芯片加热器上进行冷却的对比实验,发现以压电泵为动力源的计算机芯片水冷系统冷却性能明显优于现有风冷散热器。在加热功率为80W达到热平衡时,被水冷散热器冷却的加热片温度低于被现有风冷散热器冷却的加热片13℃左右,达到热平衡的时间缩短约15分钟。
【图文】：

材料来有效的带走热量，保证芯片在所能承受的最高温度以内正常工作。如图1-1所示，目前比较常用的一种散热方式是使用散热器，用导热材料和工具将散热器安装于芯片上面，从而将芯片产生的热量迅速排除。1.1.1 芯片的散热过程由于散热器底面与芯片表面之间会存在很多沟壑或空隙，其中都是空气。由于空气是热的不良导体，所以空气间隙会严重影响散热效率，使散热器的性能大打折扣，甚至无法发挥作用。为了减小芯片和散热器之间的空隙，，增大接触面积

必须使用导热性能好的导热材料来填充，如导热胶带、导热垫片、导热硅酯、导热黏合剂、相转变材料等。如图1-2所示，芯片发出的热量通过导热材料传递给散热器，再通图 1-1 散热器在芯片上的应用图 1-2 芯片的散热过程
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TP331

【引证文献】

相关博士学位论文 前2条

1 李鹏;主动阀压电泵的理论与实验研究[D];吉林大学;2007年

2 何丽鹏;微小型主动阀压电泵的结构设计理论及控制系统的研究[D];吉林大学;2010年

相关硕士学位论文 前2条

1 成伟;非对称坡面腔底无阀压电泵试验与研究[D];南京航空航天大学;2010年

2 程明辉;矩形压电振子式主动阀压电泵的研究[D];吉林大学;2008年

本文编号：2616877