基于合成双射流-翅片组合的电子器件强化传热研究

摘要

随着社会科技的进步，电子器件的体积越来越小，伴随而来的是单位电子器件体积的热功率越来越大，导致发热量变大，温度提高。而温度越高，电子器件的工作效率就越低，甚至会缩短其工作寿命，因此找到合适的冷却技术对电子器件进行降温就显得至关重要。合成射流技术由于其具有高散热效率和高可靠性的优点，近年来越来越多的被应用于电子器件的强化换热中。翅片散热是最为常见的被动散热技术之一，矩形穿孔翅片是在矩形翅片的基础上，对矩形翅片进行加工冲孔而形成的一种翅片，由于其高效的换热性能和节省材料的特点，近年来也广泛应用于电子器件的散热中。而合成双射流-翅片的主被动组合更是具有高效的散热性能，本文采用数值模拟和实验的方法对其进行一系列相关的研究，具体工作如下:　　基于传热学和计算流体力学有关理论，通过散热数值模拟，研究翅片各结构因素对其换热性能的影响：通过翅片对发热基板进行散热，当翅片长宽高在60mm×4mm×30mm，穿孔数目为6个，各翅片间距在8mm时，其换热性能最佳；又通过数值模拟研究各工况下，合成双射流的流场和散热特性：当频率为650HZ,振幅为0.22mm时，激励器外部流场的峰值速度达到最大；利用射流对发热的基板进行散热，又得出当激励器冲击距离在30mm，驱动频率在550HZ时，射流的散热性能最佳，此时基板的平均温度只有43.5℃，比最佳翅片单独散热时，低了16.01℃，对流换热系数比翅片单独散热时的对流换热系数高了近6倍；最后，对其主被动组合进行散热实验研究，实验表明，在其最优组合的散热作用下，加热基板平均温度仅有32.4℃，散热效果明显，具有较大的工程应用价值。

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