多層分叉微通道散熱器的水冷散熱性能研究.pdf

1、隨著電子元器件面向高功率、高密度的快速發(fā)展,其以致于發(fā)熱問(wèn)題嚴(yán)重影響其可靠性,出現(xiàn)功能失效、器件變形、使用壽命短等現(xiàn)象逐漸增多。針對(duì)這一現(xiàn)狀,散熱設(shè)計(jì)已經(jīng)成為電子元器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不可忽視的一種關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此,具有體積小、壓降小、散熱效率高的多層復(fù)雜結(jié)構(gòu)的微通道散熱器在此領(lǐng)域中展現(xiàn)出重要的應(yīng)用前景,既能保證其運(yùn)行穩(wěn)定可靠,又能解決其散熱要求。
　　本文以多層單分叉對(duì)稱的微通道結(jié)構(gòu)為設(shè)計(jì)思路,通過(guò)借鑒仿生學(xué)原理進(jìn)行了理論推導(dǎo),研究分析

2、了微通道的管徑比、分叉角度兩個(gè)重要特征參數(shù),同時(shí)結(jié)合流動(dòng)散熱特性研究,設(shè)計(jì)出分叉角度為50°(最理想)和180°的2種微通道結(jié)構(gòu),最終設(shè)計(jì)了多層微通道散熱器的整體結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上,針對(duì)單層單分叉對(duì)稱結(jié)構(gòu)的微通道散熱器,提出了一種近似計(jì)算其熱阻的方法(熱阻網(wǎng)絡(luò)模型),與仿真結(jié)果吻合較好。
　　通過(guò)Pro-E軟件建立了多層散熱器模型,并運(yùn)用流體分析軟件ANYS12.0 workbench中的FLUENT模塊進(jìn)行仿真分析。重點(diǎn)分析了2種

3、不同分叉角度的三層微通道散熱器,根據(jù)不同流量下的溫度、速度、壓力進(jìn)行了對(duì)比分析,得到了最理想分叉角度的微通道結(jié)構(gòu)具有更好的流動(dòng)效率和散熱性能。同時(shí),在不同進(jìn)口流量的條件下,通過(guò)壓降、熱阻、單元熱阻、泵功率數(shù)值四個(gè)關(guān)系圖,分析比較了1-5層分叉角度為50°的微通道散熱器的水冷散熱性能。
　　最后,通過(guò)搭建實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái),加工2種不同分叉角度的三層微通道散熱器實(shí)體,選取合理適用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備儀器,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試測(cè)量。結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,得到了