Эффективность теплопередачи пластины с жидкостным охлаждением в основном зависит от коэффициента конвективной теплопередачи и равномерности температуры поверхности источника тепла.
Достаточно ли быстра теплопередача пластины с жидкостным охлаждением, равномерна ли температура поверхности и велика ли локальная разница температур — все это показатели, позволяющие судить о производительности пластины с жидкостным охлаждением.
Как показано на рисунке, конструкция внутренних ребер проточного канала в водоохлаждаемых пластинах, представленных на рынке, не только увеличивает площадь контакта между потоком воды и поверхностью рассеивания тепла, но и увеличивает скорость конвективного потока, тем самым увеличивая коэффициент конвективной теплопередачи и делая его более благоприятным для рассеивания тепла.
Регулируя ширину каналов потока внутри пластины водяного охлаждения, можно повысить коэффициент конвективной теплопередачи. Чем уже ширина, тем выше скорость потока охлаждающей жидкости и тем выше коэффициент естественной конвективной теплопередачи. Помимо непосредственного изменения ширины канала, в канал можно также добавить несколько слоев ребер, чтобы сформировать более узкие микроканалы и увеличить площадь рассеивания тепла.
Улучшение равномерности температуры поверхности источника тепла можно начать с оптимизации конструкции компоновки проточного канала. Как показано на рисунке, после оптимизации рисунка 1 разница температур на рисунке 2 уменьшилась на 5%, а эффективность теплопередачи увеличилась на 39%. Таким образом, оптимизация конструкции компоновки процесса может улучшить теплопередачу и улучшить однородность температуры.
Моделирование рассеивания тепла
Будет представлен весь процесс моделирования рассеивания тепла пластин жидкостного охлаждения с использованием платформы ANSYS Workbench. Ниже будет объяснена оптимизация конструкции пластин жидкостного охлаждения с помощью результатов моделирования четырех версий пластин жидкостного охлаждения A, B, C и D с различными структурами каналов. Во-первых, мы сравним карты температурного облака нижней пластины:
Из модели видно, что ребра пластины жидкостного охлаждения версии A шире и прерывисты; ребра пластины жидкостного охлаждения версии B узкие и прерывистые; ширина ребер пластины жидкостного охлаждения версии C неравномерна, с широкими концами и узкой серединой, а также прерывиста; пластина жидкостного охлаждения версии D имеет узкую и непрерывную ширину.
Сравнивая карту температурного облака с соответствующей точечной температурой, можно обнаружить, что температура пластины жидкостного охлаждения четвертой версии относительно однородна в контактной части платы IGBT. Хотя разница незначительна, общая температура A и C с более широкими ширинами ребер все еще немного ниже, чем у B и D с более узкими ширинами ребер. И в целом, C имеет наилучший температурный эффект, в то время как D имеет высокие локальные температуры и наихудший общий температурный эффект (карты температурных облаков другой стороны нижней пластины и крышки также показывают схожие результаты). Видимая температура связана с шириной ребер.
Затем сравните карту облака скоростей внутри канала потока:
Видно, что скорость потока в каналах A и C с более широкими ребрами обычно выше, чем в каналах B и D с более узкими ребрами. Видно, что чем шире ребра, тем выше скорость потока воды и тем лучше охлаждающий эффект.
Однако должно быть также некоторое пространство для потока воды. Благодаря наличию колонн в углах канала потока A и равномерной ширине ребер общая скорость потока выше, чем у C;
Однако непрерывные ребра D имеют крайне низкую или даже застойную скорость потока в некоторых областях, тогда как прерывистые ребра A, B и C не имеют такой ситуации. Поэтому, согласно карте облака скоростей, можно увидеть, что A имеет лучший эффект, а D имеет худший эффект.
Наблюдайте и сравнивайте с помощью диаграммы поперечного сечения вектора скорости:
Видно, что за исключением локального прерывания D, векторы скорости в каналах потока трех других пластин водяного охлаждения очень непрерывны и нормальны. Таким образом, результат прерывистых ребер лучше, чем у сплошных ребер.
Кроме того, другие изображения постобработки могут использоваться для наблюдения за другими физическими величинами и их анализа, сравнения и оптимизации, которые не будут здесь подробно описаны. На основе трех приведенных выше анализов можно увидеть, что A и C относительно хороши, но необходимо внести дополнительные корректировки с учетом фактической ситуации обработки и стоимости.
Краткое содержание
В этом примере в основном используются различия в ширине и форме ребер для оптимизации, и, конечно, ширина и форма канала потока и другие конструкции также могут быть изменены для оптимизации, что, естественно, приводит к разным результатам. Однако, независимо от конструкции, необходимо также учитывать влияние процедур обработки и затрат.
горячая этикетка : оптимизация канала потока жидкостного радиатора, Китай, поставщики, производители, фабрика, индивидуальный заказ, бесплатный образец, сделано в Китае, Жидкая холодная тарелка, Вакуумные пактные жидкие охлажденные тарелки, Вакуумный пайк
