波紋微通道強(qiáng)化傳熱性能實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、現(xiàn)在機(jī)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(jī)車上牽引變流器中的重要組件，在工作過程中，IGBT會(huì)高頻率的通斷電流，因而會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。有關(guān)研究表明，如果IGBT模塊產(chǎn)生的熱量不能夠及時(shí)的散發(fā)出去，會(huì)影響IGBT的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起事故。為了使IBGT能夠在安全的溫度范圍內(nèi)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?qū)㈦娮咏M件IGBT產(chǎn)生的熱量及時(shí)有效的散失出去，

2、需要一種具有較強(qiáng)換熱能力的冷卻系統(tǒng)。結(jié)合相關(guān)研究，設(shè)計(jì)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(huì)得到不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)。IGBT模塊緊緊地和冷卻基板

3、貼在一起，冷卻介質(zhì)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比分析，找出換熱能力最強(qiáng)的冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。研究方法是數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法。數(shù)值模擬采用SIMPLE算法，并且詳細(xì)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(xì)的介紹了實(shí)驗(yàn)器材，實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作，實(shí)驗(yàn)步驟等。得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，通過將不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，揭示強(qiáng)化傳熱機(jī)理。

4、>　　研究結(jié)果表明，冷卻介質(zhì)在掠過三角形齒的時(shí)候，會(huì)在相鄰三角形齒之間形成橫向渦，該渦影響冷卻結(jié)構(gòu)的傳熱性能。當(dāng)三角齒的齒高和齒頂角度數(shù)不變時(shí)，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(dāng)三角齒的齒高和通道高度不變，齒頂角度數(shù)為100°時(shí)，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(shí)的換熱能力。當(dāng)冷卻通道的通道高度和三角齒的齒頂角不變時(shí)，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