电子设备冷却用液冷冷板的传热性能研究

摘要

该文根据传热机理分析,将冷板翅片简化实芯等效层,而对冷却液体的对流散热等效为等效层内的体积内热源,进而将冷板的导热—对流耦合问题简化为三层复合板的导热问题,文中进一步完善了导热系数各向异性等效层模型,并考虑冷板表面热源非均匀布置情况,建立了以液体为工作介质的冷板数学模型,用数值计算方法求解了冷板表面温度分布,并对影响冷板表面最高温度及芯体流动压力损失的各种因素进行了深入分析.计算结果与试验数据的比较表明,用该文数学模型及计算程序算出的冷板表面温度分布与试验数据基本一致,表明该数学模型和计算方法是可行的,对影响冷板表面最高温度的各种因素的分析,对电子设备冷却用液体冷板设计参数的选取具有指导意义.对给定的设计条件,该文将冷板表面温度整理成不同优化目标函数曲线,用以评估冷板的传热性能,这对优化冷板设计具有实用意义.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪 论

1.1电子设备及仪器热控制技术发展概况

1.2电子设备及仪器热控制方法

1.3国内外冷板研究概况

1.4研究方法及内容

第二章冷板基本结构及翅片通道内对流换热系数和阻力特性计算

2.1冷板基本结构

2.1.1翅片型式

2.1.2翅片的基本参数

2.2翅片效率

2.3范宁摩擦因子、传热因子

2.4换热系数

2.5冷板芯体压力损失的计算

第三章冷板传热分析及其数学模型的建立

3.1冷板传热分析

3.2冷板简化处理

3.2.1等效厚度

3.2.2等效内热源

3.3冷板温度场计算的数学模型

3.3.1冷板实体的能量平衡方程

3.3.2流体能量方程

3.3.3边界条件

3.3.4数学模型及分析

第四章冷板表面温度分布及芯体流阻的求解

4.1流体的物性参数

4.2方程离散方法

4.3离散方程建立

4.4离散方程的解法

4.5冷板温度场计算

第五章数学模型验证和各参数冷板温度场计算及分析

5.1数学模型的验证

5.2液冷冷板温度场计算说明

5.3液冷冷板表面温度场计算结果分析

5.3.1热源分布的影响

5.3.2翅高h的影响

5.3.3翅间距b的影响

5.3.4截距l的影响

5.3.5翅厚δ翅片的影响

5.3.6基板厚度δ基板的影响

第六章冷板设计

6.1概述

6.2评估冷板性能的目标函数

6.3冷板各种参数的选择

第七章结论

7.1结论

7.2展望

致谢

参考文献

附录一试验数据与理论计算结果比较

附录二试验数据与理论计算结果比较

附录三理论计算结果表

附录四等温线图