半导体制冷箱的三维有限元优化与实验研究

基于ANSYS平台,建立了半导体制冷箱温度场数值分析的三维模型,对制冷箱的内胆形状、制冷片的布置方位、个数、排列方式以及保温层的厚度进行了仿真并优化,再通过具体实验验证。结果表明:当半导体制冷箱的容积为10升时,制冷片安置在制冷箱的顶面,制冷片的数量为3片且呈三角形方式排列,箱体内胆的长宽高分别为320mm、210mm、150mm,保温层的厚度为20mm时,是一种比较理想的结构,能实现半小时内将环境温度(30℃)降到0～5℃的要求。     

基于典型工况的半导体制冷系统优化方式探讨

半导体制冷的特殊性,使制冷优化探讨对其工程应用具有重要指导意义.文中阐述了作为制冷片工作参数优化依据的最大效率E、等增量I、等功率P、综合最佳S、最大制冷量Q和最大温差T六种典型制冷工况.工况对比分析指出,温差亦是影响制冷性能的重要因素.在讨论各工况应用场合和制冷片损坏机理的基础上.探讨了温差优化和供电与控制方式优化措...     

半导体制冷电脑CPU恒温散热研究

用风冷的方法给CPU降温存在着降温效率低、反应速度慢、风扇的机械转动可靠性差、噪音大等弊病.因此,这里设计了一种用半导体制冷降温的装置来提高CPU的散热效率.它用温度传感器检测电脑CPU温度,当CPU温度超过设定温度的时侯,控制电路供电使半导体制冷块制冷,使CPU温度保持恒定.为防止冷凝结露,采用绝热材料密封导热铜板及...     

吸附制冷用吸附单元管设计和传热传质性能研究

本文介绍了一种具有较好传热传质性能的吸附式制冷用吸附单元管,该吸附单元管直接用烟气加热、空气冷却, 可以用于沸石等高温吸附剂。该吸附单元管在加热／冷却流体侧和吸附剂侧均设了翅片,吸附剂内部的传热尺度不大于 2．5 mm,最大传质尺度不大于11 mm。通过数值计算和由吸附单元管组合而成的吸附床的性能初步试验,证明该结构形式的吸附单元管具有优良的传热传质性能。     

半导体制冷演示实验

研制了可用于物理教学演示的半导体制冷演示仪，半导体制冷器是纯固体制冷源，既能制冷又能制热，体积小，重量轻，使用方便，无污染，有广泛的应用前景，本仪器着重演示半导体制冷的优点。     

纳米流体强化传热研究

本文通过在液体中添加纳米级金属或金属氧化物粒子,研制了一种新型传热冷却工质—纳米流体,并对纳米流体的悬浮稳定性和均匀性进行了研究,给出的纳米流体电镜照片显示了悬浮液具有较高的分散性、稳定性;同时,介绍了纳米流体导热系数的理论分析方法,运用瞬态热线法测定了不同种类、不同体积份额配比的纳米流体的导热系数,分析了纳米粒子属性、份额、形状和尺度等因素对纳米流体导热系数的影响。     

碳纳米流体强化传热研究

在去离子水中分别添加了单壁、多壁碳纳米管材料,通过配比一定质量的亲水性分散剂,经超声波振荡试制了水基碳纳米流体。测试分析了不同碳纳米管材料质量分数下的纳米流体热导率和动力粘度等重要热物性参数。测试结果表明:碳纳米管粒子能够强化基液工质导热性能,随着其质量分数的增加,水基单壁、多壁碳纳米流体热导率均明显提高;单壁碳纳米流体粘度显著增加,多壁碳纳米流体粘度无明显变化,多壁碳管更适用于纳米流体强化传热。     

碳纳米流体强化传热研究

在去离子水中分别添加了单壁、多壁碳纳米管材料,通过配比一定质量的亲水性分散剂,经超声波振荡试制了水基碳纳米流体。测试分析了不同碳纳米管材料质量分数下的纳米流体热导率和动力粘度等重要热物性参数。测试结果表明:碳纳米管粒子能够强化基液工质导热性能,随着其质量分数的增加,水基单壁、多壁碳纳米流体热导率均明显提高;单壁碳纳米流体粘度显著增加,多壁碳纳米流体粘度无明显变化,多壁碳管更适用于纳米流体强化传热。     

基于降低污垢热阻的复合强化传热研究

复合强化传热的换热系数的增加通常要比单独使用其中的任何一种技术高,但过分增长的污垢热阻会轻而易举地将对流换热系数提高的效果加以抵消。将振动看作不仅仅意味着噪声与元件损坏的能量表达方式,就有可能利用流体诱导的传热元件振动扰动水流,提高对流换热系数;同时,用振动变形清除传热表面积垢,降低污垢热阻,从而形成一种复合强化传热的新方法。     

半导体制冷技术原理与应用

半导体制冷（Semiconductor refrigeration）又称电子制冷、温差制冷或者热电制冷，是上世纪60年代后迅速发展起来的一项制冷技术。与普通制冷技术不同，半导体制冷不采用压缩机和制冷剂，不依赖制冷剂的相变传递热量，在直流电流通过具有热电转化效应的导体组成的回路时，利用热量转移特性制冷，是一种科技含量高的全新制冷技术。     

吸附制冷系统吸附床设计及导热性能研究

吸附式制冷是一种适合于太阳能、生物质能等低品位能源驱动的节能环保型制冷技术。以活性炭-甲醇工质对为研究对象,设计了一种带有分散到吸附剂中的矩形支管、刺孔膜片式吸附质管的壳管式吸附床,定性研究了扩散通量和扩散传质系数之间的关系及其传质特性;同时,通过分析吸附床的导热性能,进行了吸附质管制作材料(不锈钢、铝合金、铁皮)的导热性能测定试验。试验表明,铝合金材质(膨胀系数较大)的导热性能较好,可以作为吸附质管制作材料的最佳材质,有助于为促进吸附质的传质扩散、优化吸附床的结构设计及改进生产工艺等提供理论参考。     

三种微槽结构平板热管传热特性的有限元热分析

文中采用ANSYS热分析软件对矩形槽、梯形槽、三角形槽三种微槽平板热管进行了模拟仿真。通过比较加热功率分别为30W、40W、50W三种情况下热管下表面中心点温度值,得出了梯形槽平板热管具有更优良的传热性能的结论。     

GaAs/Ga1-xAlxAs半导体量子阱光辐射-热离子制冷

采用数值计算方法分析了GaAs/Ga_1-xAl_xAs 半导体量子阱的光 辐射-热离子制冷. 以漂移-扩散模型为基础，通过电流连续性方程和泊松方程自洽地计算出在外加正向偏压的 条件下半导体内部的载流子分布情况，并在此基础上计算了阱内载流子的发光复合和俄歇复 合，从而确定了半导体异质结量子阱光辐射-热离子制冷的最优条件.进一步分析了不同Al组 分的Ga_1-xAl_xAs材料以及不同的掺杂浓度对制冷效果的影响， 为该领域的实验工作提供了极有价值的参考. 关键词： 半导体异质结 光辐射 制冷     

Ultrahigh heat transfer enhancement using nano-porous layer

Heat transfer enhancement is one of the key issues of saving energies and compact designs for mechanical and chemical devices and plants. We discover an ultrahigh convective heat transfer performance compared to the well-known heat transfer correlations caused by a nano-particle porous surface: the maximum increase of heat transfer coefficient was around 180%. This nano-particle porous layer can be formed on the substrate surface by an etching with some acids or alkalis including around 100 nm size nano-particles made from copper oxide, carbon nano-tube and aluminium oxide. Moreover, we have done some experiments using a co-current flow heat exchanger consisting of hot and cold water-channels and obtained an ultrahigh heat transfer performance: over 200% increase compared to the conventional correlation. On the other hand, in order to theoretically investigate effects of nano-particle porous layer structures on the surface energy transfer, the energy transfer from fluid to the heat transfer surface is calculated by a classical molecular dynamics method. Energy transfer to the surface from the fluid strongly depends on the surface structures in nanometre scale that affect the static structure and dynamic behaviours of fluid molecules in the vicinity of the surface.     

Adsorbate vibrational mode enhancement of radiative heat transfer

We show that radiative heat transfer between two solid surfaces at short separation may increase by many orders of magnitude when the surfaces are covered by adsorbates. In this case, the heat transfer is determined by resonant photon tunneling between adsorbate vibrational modes. We propose an experiment to check the theory.     

Use of heat transfer enhancement in process integration

To date, heat transfer enhancement and process integration have been two separate techniques for improving energy efficiency. It has never been assumed that the two are mutually exclusive, but no concerted effort has been made to combine them systematically. As a consequence, whilst there are many working examples showing the successful use of both techniques, there are few, if any, of the use of the two in combination. In this paper we present the means of rectifying this situation. We show how heat transfer enhancement can be effectively used in both a stand-alone and an integrated context. A systematic method for the combined use of enhancement and integration has now been developed.