Värmeöverföringsprestandan hos vätskekyld platta är huvudsakligen relaterad till den konvektiva värmeöverföringskoefficienten och enhetligheten hos värmekällans yttemperatur.
Huruvida värmeöverföringen av den vätskekylda plattan är tillräckligt snabb, om yttemperaturen är enhetlig och om det finns en stor lokal temperaturskillnad är alla indikatorer för att bedöma vätskekylplattans prestanda.
Som visas i figuren ökar utformningen av interna flödeskanalflänsar i vattenkylda plattor på marknaden inte bara kontaktytan mellan vattenflödet och värmeavledningsytan, utan ökar också den konvektiva flödeshastigheten, vilket ökar konvektionsvärmen överföringskoefficient och gör den mer gynnsam för värmeavledning.
Genom att justera bredden på flödeskanalerna inuti vattenkylningsplattan kan den konvektiva värmeöverföringskoefficienten förbättras. Ju smalare bredd, desto högre kylvätskeflöde och desto högre naturlig konvektiv värmeöverföringskoefficient. Förutom att direkt ändra kanalens bredd kan flera lager av fenor också läggas till kanalen för att bilda smalare mikrokanaler och öka värmeavledningsytan.
Förbättring av enhetligheten i yttemperaturen på värmekällan kan börja med att optimera designen av flödeskanalens layout. Som visas i figuren, efter optimering av figur 1, minskade temperaturskillnaden i figur 2 med 5 %, medan värmeöverföringseffektiviteten ökade med 39 %. Därför kan optimering av processlayoutdesignen förbättra värmeöverföringen och förbättra temperaturens enhetlighet.
Simulering av värmeavledning
Hela processen för att simulera värmeavledning av vätskekylplattor med ANSYS Workbench-plattform kommer att introduceras. Följande kommer att förklara optimeringsdesignen för vätskekylplattor genom simuleringsresultaten av fyra versioner av vätskekylplattor A, B, C och D med olika kanalstrukturer. Först jämför vi bottenplattans temperaturmolnkartor:
Från modellen kan vi se att fenorna på A-versionen av vätskekylplattan är bredare och diskontinuerliga; Flänsarna på vätskekylplattan i B-versionen är smala och diskontinuerliga; Bredden på vätskekylplattornas C-version är ojämn, med breda ändar och smal mitt, och även diskontinuerlig; Vätskekylplattan i D-versionen har en smal och kontinuerlig bredd.
Genom att jämföra temperaturmolnskartan med motsvarande punkttemperatur kan det konstateras att temperaturen på den fjärde versionen av vätskekylplattan är relativt enhetlig vid kontaktdelen av IGBT-kortet. Även om skillnaden inte är signifikant är den totala temperaturen för A och C med bredare fenbredder fortfarande något lägre än för B och D med smalare fenbredder. Och totalt sett har C den bästa temperatureffekten, medan D har höga lokala temperaturer och den sämsta totala temperatureffekten (temperaturmolnskartorna på andra sidan av bottenplattan och täckplattan visar också liknande resultat). Den synliga temperaturen är relaterad till fenornas bredd.
Jämför sedan hastighetsmolnkartan inuti flödeskanalen:
Det kan ses att flödeshastigheten i kanalerna A och C med bredare fenbredd generellt är högre än i kanalerna B och D med smalare fenbredder. Det kan ses att ju bredare fenorna är, desto snabbare blir vattnets flödeshastighet och desto bättre kyleffekt.
Det bör dock också finnas lite utrymme för vattenflöde. På grund av närvaron av kolonner vid hörnen av A:s flödeskanal och fenornas likformiga bredd är den totala flödeshastigheten snabbare än C;
Emellertid har kontinuerliga fenor D extremt låg eller till och med stillastående flödeshastighet i vissa områden, medan diskontinuerliga fenor A, B och C inte har en sådan situation. Därför kan man enligt hastighetsmolnskartan se att A har bättre effekt medan D har sämre effekt.
Observera och jämför genom hastighetsvektorns tvärsnittsdiagram:
Det kan ses att förutom det lokala avbrottet av D, är hastighetsvektorerna i flödeskanalerna för de andra tre vattenkylningsplattorna mycket kontinuerliga och normala. Så resultatet av diskontinuerliga fenor är bättre än det för kontinuerliga fenor.
Dessutom kan andra efterbearbetningsbilder användas för att observera andra fysiska storheter och analysera, jämföra och optimera dem, vilket inte kommer att beskrivas närmare här. Utifrån ovanstående tre analyser kan man se att A och C är relativt bra, men ytterligare justeringar behöver göras med hänsyn till faktisk handläggningssituation och kostnad.
Sammanfattning
Detta exempel använder huvudsakligen skillnaderna i bredden och formen på fenorna för optimering, och naturligtvis kan bredden och formen på flödeskanalen och andra konstruktioner också ändras för optimering, vilket naturligtvis resulterar i olika resultat. Oavsett utformning måste dock även inverkan av bearbetningsförfaranden och kostnader beaktas.
Populära Taggar: optimering av vätskekyld kylflänsflödeskanal, Kina, leverantörer, tillverkare, fabrik, anpassat, gratisprov, tillverkat i Kina
