本文選題：水冷散熱器 + 熱阻　； 參考：《重慶大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：隨著電力系統(tǒng)及交通運(yùn)輸業(yè)的不斷發(fā)展,電力電子元件正在向著高性能、大功率、小型化的方向快速發(fā)展,其工作過(guò)程中產(chǎn)生的大量熱量,若不及時(shí)帶走,將引起電子元件溫度上升,當(dāng)電子設(shè)備的結(jié)溫達(dá)到一定值以后,每升高1℃其可靠性下降5%,且失效率會(huì)隨著溫度的升高急劇增加,從而影響其工作的穩(wěn)定性和可靠性,進(jìn)而影響電力系統(tǒng)或電力機(jī)車的正常運(yùn)行。本文以應(yīng)用于大功率晶閘管散熱的圓柱擾流型水冷散熱器為模型,對(duì)其進(jìn)行了流動(dòng)與傳熱性能的數(shù)值模擬,分析了散熱器在散熱過(guò)程中存在的問(wèn)題,根據(jù)強(qiáng)化傳熱原理對(duì)散熱器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn)。本文的主要研究成果如下:首先通過(guò)試驗(yàn)對(duì)數(shù)值模擬方法進(jìn)行可靠性驗(yàn)證,對(duì)比不同入口流量下散熱器熱阻的試驗(yàn)值與數(shù)值計(jì)算值,分析存在的誤差范圍及原因,并運(yùn)用FLUENT軟件對(duì)圓柱擾流型水冷散熱器內(nèi)的流動(dòng)與傳熱過(guò)程進(jìn)行了模擬,得到了受熱表面的溫度分布、內(nèi)部流道的速度分布及壓力分布,結(jié)果顯示散熱器的溫度分布與速度分布是相關(guān)的且十分不均勻,速度分布呈現(xiàn)中間速度偏高,兩側(cè)速度偏低,溫度分布則呈現(xiàn)中間偏低,兩側(cè)溫度偏高;隨著入口流量的增大,散熱器的熱阻隨之減小,流阻隨之增大;隨著加熱功率的增大,散熱器的熱阻和流阻均變化甚微。其次,引入相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差、均勻性指數(shù)和Christiansen均勻系數(shù),分別對(duì)原型散熱器的溫度和速度均勻性進(jìn)行了分析,驗(yàn)證了上述三種均勻性系數(shù)均可用于表征該原型散熱器溫度和速度分布的均勻性。最后對(duì)該圓柱擾流型水冷散熱器進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)原型散熱器增設(shè)擋板、增大擾流柱直徑后進(jìn)行模擬,發(fā)現(xiàn)上述措施均使得散熱器的熱阻降低而流阻增大,且散熱器的綜合性能與溫度均勻性均有不同程度的提升。而通過(guò)增大散熱器進(jìn)出口流道的夾角,散熱器熱阻較原型散熱器降低較少,而流阻增大較多,其綜合性能較原型散熱器有所降低,因此僅通過(guò)改變進(jìn)出口夾角大小不能改善散熱器的綜合性能,可通過(guò)與其他方式相結(jié)合的辦法進(jìn)行優(yōu)化。
[Abstract]:With the development of power system and transportation industry, power electronic components are developing rapidly in the direction of high performance, high power and miniaturization. When the junction temperature of the electronic device reaches a certain value, the reliability of the electronic component decreases by 5 for each increase of 1 鈩，

本文編號(hào)：2030973