電子元件中板翅式散熱器梯形翅片的優化研究

王玉坤,劉吉營,吳小虎

(1.山東建筑大學熱能工程學院,山東 濟南 250101;2.山東高等技術研究院,山東 濟南 250101)

0 引 言

在當今社會,隨著電子設備的快速發展,電子元件的應用也滲透到社會各個領域。然而,當電子元件處于工作狀態時,會不可避免的產生大量熱量。因此,需要合適的冷卻設備來對其進行散熱。在當下的電子元件芯片冷卻設計中,空氣冷卻是最廣泛、最實用、最可靠也最容易實現的方法[1],而翅片式散熱器空氣冷卻是比較主流的冷卻方式[2-3]。其工作原理是由翅片中的散熱片與流動流體進行對流換熱,從而冷卻電子設備中的芯片,達到給電子設備降溫的效果。隨著電子芯片功率的逐漸增大,傳統的矩形直翅片散熱器已經不能滿足當前的散熱要求。因此,許多研究人員致力于從各種方面優化板翅式散熱器的結構,提高散熱效率。在導熱系數方面的研究中,部分研究人員通常采用高導熱填充材料,如泡沫金屬材料[4]、石蠟相變材料[5]和RT-35HC相變材料[6]等來優化散熱器擴散熱阻,提升散熱能力。

此外,還可通過改變翅片的幾何形狀來優化翅片設計。王成明等[7]在板式翅片散熱器的基礎上,通過增加不同數量和半徑的半圓柱肋片,構造了不同結構的半圓柱板翅片散熱器,并通過數值分析的方法對兩種散熱器的流動和傳熱性能進行了研究。結果表明,相比板翅片散熱器,半圓柱板翅片散熱器的熱阻降低,壓降增加,但其綜合性能遠好于板翅片散熱器。……