Výkonnost přenosu tepla kapalinou chlazené desky souvisí především s koeficientem přenosu tepla konvekcí a rovnoměrností povrchové teploty zdroje tepla.
Zda je přenos tepla kapalinou chlazené desky dostatečně rychlý, zda je povrchová teplota stejnoměrná a zda existuje velký místní teplotní rozdíl, to vše jsou indikátory pro posouzení výkonu kapalinou chlazené desky.
Jak je znázorněno na obrázku, konstrukce vnitřních kanálových žeber ve vodou chlazených deskách na trhu nejen zvětšuje kontaktní plochu mezi proudem vody a povrchem odvádějícím teplo, ale také zvyšuje rychlost proudění konvekcí, čímž zvyšuje konvekční teplo. součinitel přestupu a tím více přispívá k odvodu tepla.
Úpravou šířky průtokových kanálů uvnitř vodní chladicí desky lze zvýšit koeficient přenosu tepla konvekcí. Čím užší je šířka, tím vyšší je průtok chladicí kapaliny a tím vyšší je přirozený koeficient prostupu tepla konvekcí. Kromě přímé změny šířky kanálu lze do kanálu také přidat více vrstev žeber, aby se vytvořily užší mikrokanály a zvětšila se oblast rozptylu tepla.
Zlepšení rovnoměrnosti povrchové teploty zdroje tepla může začít optimalizací návrhu uspořádání průtokového kanálu. Jak je znázorněno na obrázku, po optimalizaci obrázku 1 se rozdíl teplot na obrázku 2 snížil o 5 %, zatímco účinnost přenosu tepla vzrostla o 39 %. Optimalizace návrhu uspořádání procesu proto může zlepšit přenos tepla a zlepšit rovnoměrnost teploty.
Simulace odvodu tepla
Bude představen celý proces simulace odvodu tepla kapalných chladicích desek pomocí platformy ANSYS Workbench. Dále bude vysvětlen návrh optimalizace kapalinových chladicích desek prostřednictvím výsledků simulace čtyř verzí kapalinových chladicích desek A, B, C a D s různými kanálovými strukturami. Nejprve porovnáme mapy teplotních mraků spodní desky:
Z modelu vidíme, že žebra kapalinového chladicího kotouče verze A jsou širší a nespojitá; Žebra kapalinové chladicí desky verze B jsou úzká a nespojitá; Šířka žeber kapalinového chlazení u verze C je nerovnoměrná, s širokými konci a úzkým středem a také nespojitá; Kapalinová chladicí deska verze D má úzkou a souvislou šířku.
Porovnáním mapy teplotního mraku s odpovídající bodovou teplotou lze zjistit, že teplota kapalinové chladicí desky čtvrté verze je v kontaktní části desky IGBT relativně rovnoměrná. I když rozdíl není významný, celková teplota A a C s širší šířkou žeber je stále o něco nižší než u B a D s užší šířkou žeber. A celkově má C nejlepší teplotní efekt, zatímco D má vysoké lokální teploty a celkově nejhorší teplotní efekt (podobné výsledky vykazují i mapy teplotních mraků na druhé straně spodní desky a krycí desky). Viditelná teplota souvisí s šířkou žeber.
Poté porovnejte mapu rychlosti mraků uvnitř průtokového kanálu:
Je vidět, že rychlost proudění v kanálech A a C s širší šířkou žeber je obecně vyšší než v kanálech B a D s užší šířkou žeber. Je vidět, že čím širší jsou žebra, tím rychlejší je rychlost proudění vody a tím lepší je chladicí účinek.
Mělo by tu však být i nějaké místo pro proudění vody. Díky přítomnosti sloupců v rozích průtokového kanálu A a jednotné šířce žeber je celková rychlost proudění vyšší než C;
Nicméně spojitá žebra D mají v některých oblastech extrémně nízkou nebo dokonce stagnující rychlost proudění, zatímco nespojitá žebra A, B a C takovou situaci nemají. Podle mapy rychlosti oblaků je tedy vidět, že A má lepší účinek, zatímco D má horší účinek.
Pozorujte a porovnejte pomocí průřezového diagramu vektoru rychlosti:
Je vidět, že kromě lokálního přerušení D jsou vektory rychlosti v průtokových kanálech dalších tří vodních chladicích desek velmi spojité a normální. Takže výsledek nesouvislých ploutví je lepší než u souvislých ploutví.
Kromě toho lze další obrázky po zpracování použít k pozorování jiných fyzikálních veličin a jejich analýze, porovnání a optimalizaci, což zde nebude dále popisováno. Na základě výše uvedených tří analýz lze vidět, že A a C jsou relativně dobré, ale je třeba provést další úpravy s ohledem na skutečnou situaci zpracování a náklady.
souhrn
Tento příklad využívá k optimalizaci především rozdíly v šířce a tvaru žeber a samozřejmě lze pro optimalizaci měnit i šířku a tvar průtokového kanálu a další konstrukce, což přirozeně vede k různým výsledkům. Bez ohledu na provedení je však třeba vzít v úvahu také vliv zpracovatelských postupů a nákladů.
Populární Tagy: optimalizace kapalinou chlazeného průtokového kanálu chladiče, Čína, dodavatelé, výrobci, továrna, přizpůsobený, bezplatný vzorek, vyrobený v Číně
