散熱器內(nèi)流動(dòng)與換熱特性研究.pdf

本文對(duì)電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)中廣泛使用的散熱器進(jìn)行了流動(dòng)和換熱特性的研究,采用的研究方法包括數(shù)值模擬和試驗(yàn).關(guān)于散熱器的研究以往已有很多報(bào)道,本文選擇了幾個(gè)新的角度進(jìn)行研究工作:(1)采用三孔探針測(cè)量氣流掠過(guò)散熱器時(shí)兩翅片之間的流場(chǎng),研究散熱器的流動(dòng)特性;(2)研究散熱器在局部熱流情況下的換熱特性;(3)建立了散熱器流動(dòng)與換熱的三維計(jì)算模型,對(duì)試驗(yàn)工況進(jìn)行了數(shù)值模擬;(4)比較了進(jìn)氣方式對(duì)散熱器換熱性能的影響;(5)比較了翅片形式對(duì)散熱器流動(dòng)和換熱特性的影響;(6)建立了散熱器的優(yōu)化設(shè)計(jì)模型,對(duì)散熱器進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì).試驗(yàn)結(jié)果給出了散熱器兩翅片間流場(chǎng)的速度矢量圖,觀察到了氣體流過(guò)散熱器時(shí)的繞流現(xiàn)象,驗(yàn)證了局部熱流與平均熱流的傳熱情況是差別很大的.數(shù)值模擬中采用了三維通用N-S方程,建立了較為精確的傳熱模型.數(shù)值計(jì)算中,分區(qū)生成網(wǎng)格,應(yīng)用了SIMPLEC算法,對(duì)流擴(kuò)散項(xiàng)采用了QUICK格式離散,湍流模型采用了k~ε兩方程模型,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的比較表明本文的物理模型是合理的.進(jìn)氣方式的比較證明縱掠比橫掠的散熱效果要好,翅片形式的比較表明了采用合理的風(fēng)道形式可有效強(qiáng)化傳熱.對(duì)于采用散熱器散熱的電子元件,以散熱器與環(huán)境之間的熱阻為優(yōu)化目標(biāo),采用遺傳算法對(duì)散熱器進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),優(yōu)化結(jié)果的可行性尚有待于試驗(yàn)驗(yàn)證.