基于电磁传动的单相微循环高效节能散热器

摘要

随着芯片功率的不断增大、集成度不断提高，散热问题越来越突出，它已经成为了设计芯片不得不考虑的因素之一。各国的学者竞相开发出多种形式的散热器，但很多方面不尽如人意。本文设计一种新型散热器，结合了独特的磁传动液压泵系统和辐射状微槽道散热技术，使其具有多方面的优点。
　　根据所要设计的散热器的工作特点和要求，提出一种依靠电磁传动的单相液压泵动力系统，通过实际的设计，解决了叶轮旋转失速、高温流体回流、流体密封、电磁感应放热等问题，并通过两个相铺相成的实验进行验证，综合的分析实验结果得到了在一定工作条件范围内该种动力系统的工作特性，并且得出该种动力系统具有能为一定微槽道冷却液提供动力的结论。
　　针对散热头，创新性地提出一种辐射状微槽道散热头，根据磁传动液压泵的一些参数确定边界条件，通过对辐射状微槽道散热头的数值研究结合正交试验的设计，得到了在一定边界条件下的最优解，并且分析了其流动特性和传热特性，分析了奇异点的特殊情况，得到了各种不同水平对散热效率、流阻损失和均温性的影响强度，并得到了辐射状微槽道的设计原则。
　　通过将所设计出的辐射状散热头与市面上最常见的直线型微槽道散热头作对比研究，首先各取一例作为初步研究，发现辐射状微槽道具有在流阻损失更小的情况下比较好的散热性能和均温性。通过正交试验设计直线型的最优结构来对比根据设计原则设计的辐射状散热头，得到辐射状微槽道散热器更具有优势。
　　应用磁传动液压泵和一组辐射状微槽道散热头进行散热器设计加工，完成了整体试验台的搭建，验证了该种形式散热器的可行性，并成功地完成了在设计之初所提出的目标和功能。并确定一些稳定工作点，得到了影响散热效率的一些条件和设计优化的一些原则。通过对比基于电磁传动的单相微循环高效节能散热器和具有相同风冷形式全金属非微槽道散热器，发现所设计的新型散热器更具优势。该种散热器还具有很大的改进空间。

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第1章 绪 论

1.1课题背景及研究目的

1.2国内外研究现状

1.3主要研究内容

第2章 磁传动液压泵的设计及验证实验

2.1 引言

2.2 磁传动液压泵及散热体的结构设计

2.3磁传动液压泵的验证实验

2.4 本章小结

第3章 辐射状微槽道散热头的数值研究

3.1 引言

3.2数值计算的相关理论

3.3计算模型及参数设置

3.4正交试验设计

3.5 实验结果分析

3.6散热头的设计原则及相关结论

3.7 本章小结

第4章 辐射状与直线型微槽道的对比研究

4.1 引言

4.2均温性初步研究

4.3优化后的直线型微槽道的结果对比

4.4 本章小结

第5章 散热体整体实验研究

5.1 引言

5.2实验散热器的设计及实验方法

5.3 实验段设计及整体实验描述

5.4相关工作的缺点和展望

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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致谢