基于导热塑料的新型LED灯散热器设计与优化

以某中等功率LED灯具为例,设计了塑料散热器的基本构型。采用数值仿真的办法对散热器的性能进行分析,并根据分析结果进行结构改进与优化。结果表明,在同样构型下塑料散热器散热性能低于铝合金散热器;与传统铝合金散热器不同,当肋片高度达到30 mm后,塑料散热器的散热能力趋于稳定;虽然导热塑料的红外发射率较高,仿真分析表明通过热辐射散出的热能只占总热很小的一部分,所以塑料散热器的设计应以增加对流换热面积为主,增加肋片与环境的视角系数是次要考虑因素。改进优化后的塑料散热器达到了和铝合金散热器相近的散热性能,总质量较铝合金散热器减轻了30%,验证了塑料散热器在降低产品重量方面的优越性。     

集成芯片LED场地照明灯新型叠片散热器热分析

针对大功率LED场地照明集成芯片散热问题,提出了一种新型散热器结构。该散热器利用高导热纯铝材料,采用叠片的方式成型。采用实验和有限元模拟相结合的研究方法,对包括直流电源的新型叠片式LED散热器的散热性能进行了研究。结果表明：LED电源达到稳态所需时间较长,最终能够稳定在一个较低的温度范围。叠片式纯铝散热器通过增加散热面积和提高散热器材料的导热系数能有效降低LED结温。所设计的散热器和选择的电源在自然对流条件下能够很好地满足250 W大功率LED散热要求。     

数据中心服务器U型流道水冷散热器的性能研究

如何使散热器在保持较低流阻的基础上强化其散热性能,成为数据中心服务器冷却问题研究的焦点。通过对不同宽度比U型流道散热器的性能分析,发现宽度比为0.6、0.7或0.8的散热器,同时具有较佳的流动性能和散热性能。设计并制作了β为0.6的U型流道散热器,通过实验分析不同冷却水流量下散热器的芯片温度、热阻以及摩擦因子f,得出散热器最佳的冷却水流量为15 mL/s,以最小的流动损失获取更佳的散热效果。     

新型分形树状微通道散热器的实验研究

本文借鉴人体内呼吸循环系统的分形结构,利用微电子机械光刻加工工艺,设计制造了一套新型分形树状微通道微电子芯片散热器。散热器的初始通道长10 mm,水力直径为48．1μm,分形维数D=2,循环次数m=4。实验测试结果表明,分形网络在提高了散热容量的同时还降低了泵功消耗,热有效性大大高于平行通道散热器,且与理论预测结果基本吻合。     

新型多孔铜微通道散热器研制

为进一步提高微通道散热器的散热性能,降低生产成本,提出一种新型多孔铜微通道散热器。以台式工作站作为散热器散热性能测试平台,研究驱动电机不同转速下的多孔铜微通道散热器的散热性能。结果表明,多孔铜材料的孔径和孔隙率分别为380μm、37.7%时,可获得多孔铜微通道散热器的最佳散热性能;采用中间进两端出的多孔铜微通道散热器的散热性能显著高于单进单出的多孔铜微通道散热器,且已达到市售高端微通道散热器的散热能力。     

热电制冷模组热端散热器性能优化研究

针对实际项目热电制冷模组进行了三维数值模拟,对比分析断槽数不同的四种典型散热器在不同电流、翅片厚度、断槽宽度下的散热能力,得到了性能较佳的工况与散热器模型.结果 表明,随着电流增加,热电制冷模组冷面温度不断降低,当电流超过一定数值时,冷面温度趋于平衡,热面温度急剧上升.四类散热器中,断槽数为一的散热器散热能力较佳,并对此类散热器的翅片厚度进行优化,在研究范围内,翅片厚度2.5 mm散热效果较佳.断槽宽度有临界值,断槽宽度值小于9 mm时散热器面积减小不会使散热能力减弱,反之大于9 mm时散热能力急剧衰弱,为实际工程的分析提供了借鉴和参考.     

翼型结构对车用管片散热器性能的影响

为提高某工程车辆散热器性能,提出在散热器的热管外壁安装翼型结构作为新的改进方案。应用Fluent 15.0对原始散热器单元体进行仿真,并对比试验数据以验证仿真的准确性;对改进前后的散热器单元体性能进行比较;结合正交试验与信噪比分析选取翼型结构的最优组合。结果表明:在入口风速为2～12 m/s范围内,压力损失与换热系数的试验与仿真误差均小于5%;入口风速为12 m/s时,改进模型的综合评价因子高出原始模型约6.85%;翼型结构的安装角度为5°,弦长为5 mm,厚度为1 mm且翼形结构的固定点与扁平管外壁的位置2点重合时,其散热性能最好,为最优组合。该研究为翼型结构在散热器中的应用提供了经验。     

嵌入式微通道散热器实验与数值研究

针对高热流密度固体激光器的散热问题,借助微机电系统(MEMS)技术,利用微通道/热源协同设计方法,换热器采用连续S型微通道,并利用歧管形成分层分段流动,研制出了一套微型紧凑的嵌入式歧管S型微通道散热器,并开展了实验研究。使用HFE-7100作为冷却工质,在发热面局部最高温度小于100℃、平均温升小于45℃的情况下,两相时可带走625 W/cm²的热通量,相比传统的歧管矩形微通道散热器提高了12%,但流阻增大了约56%;利用数值模拟方法,通过改变S型的振幅和波长,根据发热面平均温度、换热面平均努塞尔数、压降和综合性能因子来评估S型微通道散热器的结构参数对其散热能力和流动阻力的影响,寻找S型微通道的最优结构设计参数组合。结果表明该散热器的综合性能因子在一个特定的S型形状下存在最佳值。     

微通道散热器新型通道设计及性能分析

微电子设备的发热问题严重影响着其可靠性,散热器的热设计已成为微电子设备结构设计中不可忽略的一个重要环节。微通道散热是近年来发展起来的一种新型散热措施。设计了多种新型的微通道散热器结构,并利用数值方法研究了新型微通道结构散热性能及微通道内流体的流场分布情况。研究结果表明,新型微通道散热器增大了换热比表面积,具有较好的散热效率。菱形肋微通道(导流角度120°)的散热效率改善的尤为明显。各新型微通道靠近壁面的死区较少,流体与通道的接触面积也更多,因而换热效果较好。尤其是菱形肋微通道(导流角度30°)内的流场分布更为均匀。     

基于等效热路法的LED阵列散热性能研究

针对一款阵列型大功率LED投光灯的散热特点,建立了关键散热结构的物理模型,并基于等效热路法选用能正确表达其热传导和热对流性能的数学模型,进而遵循本文设计的计算流程能快速计算出自然对流边界条件下的散热性能。通过与红外热像仪的实测温度进行比较,发现二者数据吻合性好,误差仅为+1.08%。随后经散热器关键结构参数对散热性能的影响趋势分析可以看出:肋片间距对投光灯模型存在明显的最优选择,宜采用5 mm的肋片间距;增加肋片高度和减薄肋片厚度均能提升模型的散热性能,但建议须同时考虑减重、成本和可加工性,以获取更适宜的肋片高度(24 mm)和厚度(1～2 mm)。等效热路法可作为同类型LED灯具结构散热性能分析与优化的一种便捷而有效的研究方法。     

激光致冷

介绍了用于固体降温的反斯托克斯致冷以及用于中性原子降温的多普勒致冷、蒸发致冷、偏振梯度致冷、速度选择相干原子布居俘获致冷和腔致冷等激光致冷技术的有关原理、技术实现、发展状况和应用.     

Ultraefficient cooling of resonators: beating sideband cooling with quantum control

The present state of the art in cooling mechanical resonators is a version of sideband cooling. Here we present a method that uses the same configuration as sideband cooling-coupling the resonator to be cooled to a second microwave (or optical) auxiliary resonator-but will cool significantly colder. This is achieved by varying the strength of the coupling between the two resonators over a time on the order of the period of the mechanical resonator. As part of our analysis, we also obtain a method for fast, high-fidelity quantum information transfer between resonators.     

涡流管复合冷却服降温性能实验研究

为解决人们在高温环境作业时的热应激,本文设计出一种涡流管和相变材料复合型冷却服.通过实验研究冷却服在不同工况下的降温参数变化和热舒适评价规律.实验表明:轻度劳动下复合型冷却服使皮肤温度最大降幅为7.6℃;重度劳动下热舒适最大值为1.5且降温续航时间长达80 min.复合型冷却服中的相变材料减小了人体核心温度的波动,使降温效果保持稳定.研究结果为涡流管复合型冷却服的优化设计提供了理论和应用依据.     

Laser cooling of molecules

Recently, laser cooling methods have been extended from atoms to molecules. The complex rotational and vibrational energy level structure of molecules makes laser cooling difficult, but these difficulties have been overcome and molecules have now been cooled to a few microkelvin and trapped for several seconds. This opens many possibilities for applications in quantum science and technology, controlled chemistry, and tests of fundamental physics. This article explains how molecules can be decelerated, cooled and trapped using laser light, reviews the progress made in recent years, and outlines some future applications.     

Laser cooling of antihydrogen

We present a short review of the essential techniques of cooling free atoms by resonant laser radiation. The different contributions to the light forces are explained and their application to the problem of damping the thermal motion of free atoms is described. Due to quantum mechanical fluctuations of the light force there exists a limit temperature for a given atomic transition. Deceleration of atomic beams by the radiation pressure demands techniques to maintain the resonance condition while the Doppler shift of the decelerated atom is rapidly changing. Radiation forces may serve to compress and deflect slow atomic beams as well as to trap cold atoms. The possible use of pulsed laser radiation is discussed.     

Adiabatic cooling of antiprotons

Adiabatic cooling is shown to be a simple and effective method to cool many charged particles in a trap to very low temperatures. Up to 3×10(6) p are cooled to 3.5 K-10(3) times more cold p and a 3 times lower p temperature than previously reported. A second cooling method cools p plasmas via the synchrotron radiation of embedded e(-) (with many fewer e(-) than p in preparation for adiabatic cooling. No p are lost during either process-a significant advantage for rare particles.     

大冷量相变喷雾冷却的实验研究

相变喷雾冷却具有很高的换热效率和临界热流密度,为了获得大冷量相变喷雾冷却特性,文中设计并搭建了开式喷雾冷却性能实验台,采用R22制冷剂开展了大热流密度喷雾冷却特性的实验研究,详细研究了不同喷嘴入口压力、不同喷雾高度以及不同加热功率下R22的喷雾相变冷却效果。实验结果的分析表明:采用R22时最高热流密度可达到150W.cm-2,其对应的被冷却表面温度为-29.0℃,具有高热流密度及低冷却表面温度的显著特点;实验还从一定程度上揭示了喷嘴高度和喷嘴入口压力对R22喷雾冷却效果的影响。     

Bunch beam cooling

Electron cooling is used for damping both transverse and longitudinal oscillations of heavy particle. The cooling of bunch ion beam (with RF voltage on) is important part of experiments with inner target, ion collision system, stacking and RF manipulation. The short length of an ion bunch increases the peak luminosity, gives a start-time point for using of the time-of-flight methods and obtains a short extraction beam pulse. This article describes the review of last experiments with electron cooling carried out on the CSRm, CSRe (China) and COSY (Germany) storage rings. The accumulated experience may be used for the project of electron cooler on 2.5 MeV (NICA) and 0.5 MeV HIAF for obtaining high luminosity, depressing beam-beam effects and RF manipulation.