波紋微通道強化傳熱性能實驗研究.pdf

1、現(xiàn)在機車上的電子組件越來越多，并且集中化程度越來越高，電子組件的散熱問題越來越突出。IGBT是機車上牽引變流器中的重要組件，在工作過程中，IGBT會高頻率的通斷電流，因而會產(chǎn)生大量的熱量。有關研究表明，如果IGBT模塊產(chǎn)生的熱量不能夠及時的散發(fā)出去，會影響IGBT的使用壽命，嚴重時會引起事故。為了使IBGT能夠在安全的溫度范圍內正常穩(wěn)定地工作，解決IGBT的散熱問題成為了重中之重。為了能夠將電子組件IGBT產(chǎn)生的熱量及時有效的散失出去，

2、需要一種具有較強換熱能力的冷卻系統(tǒng)。結合相關研究，設計出了波紋微通道冷卻系統(tǒng)。該冷卻系統(tǒng)由冷卻基板和冷卻芯板組成。冷卻基板表面帶有波紋狀的三角形齒，三角形齒的齒高分別為0.5 mm、1.0mm、1.5 mm，齒頂角分別為60°、80°、100°，冷卻基板和冷卻芯板組合在一起后，兩者之間形成冷卻通道，冷卻通道的高度分別為1.0 mm、1.5 mm、2.0 mm。不同的冷卻基板和冷卻芯板組合會得到不同的結構參數(shù)。IGBT模塊緊緊地和冷卻基板

3、貼在一起，冷卻介質從冷卻通道中流過，將IGBT產(chǎn)生的熱量吸收帶走，最后散失在外界環(huán)境中。本文的目的是通過實驗數(shù)據(jù)對比分析，找出換熱能力最強的冷卻系統(tǒng)的結構參數(shù)。研究方法是數(shù)值模擬和實驗相結合的方法。數(shù)值模擬采用SIMPLE算法，并且詳細的介紹了邊界條件的選取，網(wǎng)格的劃分，控制方程的離散等過程。論文詳細的介紹了實驗器材，實驗的準備工作，實驗步驟等。得到實驗數(shù)據(jù)后，通過將不同結構參數(shù)的實驗結果和數(shù)值模擬結果進行對比，揭示強化傳熱機理。

4、>　　研究結果表明，冷卻介質在掠過三角形齒的時候，會在相鄰三角形齒之間形成橫向渦，該渦影響冷卻結構的傳熱性能。當三角齒的齒高和齒頂角度數(shù)不變時，增加冷卻通道的通道高度，能夠提高波紋微通道冷卻系統(tǒng)的換熱能力。當三角齒的齒高和通道高度不變，齒頂角度數(shù)為100°時，波紋微通道冷卻系統(tǒng)的換熱能力要低于角度為60°和80°時的換熱能力。當冷卻通道的通道高度和三角齒的齒頂角不變時，三角形齒的齒高越小，波紋微通道冷卻系統(tǒng)的換熱效果越好，阻力系數(shù)也越小