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微型散热片设计强制的对流空气冷却的实验研究 【摘要】实验研究上最小的商用微型风扇，适合于散热翅片和无翅片散热器平均的外形尺寸与一起使用的便携式电子设备进行了实验研究。最大整体冷却溶液的面积是534mm2 配置翼型高度为5毫米。前面的分析表明，由于风扇出口角，流不会进入散热器平行于鳍或围墙。这导致在翅片和无翅片的散热片，以及在入口处给大入口压力损失上升流冲击孔道内的非均匀流率。本文矫直扩压器附有了出口处的风扇，导致气流进入散热器鳍与通道墙壁对齐。详细的速度测量是利用粒子图像测速技术，提供了进一步洞察这种微型几何中流动的物理。微型几何形状和设计矫直扩散器。热分析结果表明，该溶液的冷却能力是通过增加高达20％引入一个扩散器，因此，表明需要集成风扇和散热。 【关键词】低剖面，强迫对流冷却，微型风扇 一．前言 微型散热的设计和集成正在向今天的便携式电子设备的冷却解决方法发展，并成为电子设备冷却研究的最前沿。这项研究驱动器是消费者对更小更强大的便携式设备的需求。因为供功率耗散的表面面积减少了，随着技术进步，提高设备的功率消耗，由此产生的热通量都是大大升高。在目前大多数制造商依靠在一起自然对流换热与散热技术，以保持温度在可接受的消费水平。但是，这些技术的唯一使用生产增加设备机箱温度相对于增加热通量。如果增加热通量的设想的趋势继续下去，然后自然对流和传导技术独自将不再能够维持在可接受的温度的装置。因此，有必要研究冷却技术，可以提高传热率结合电流自然对流和热扩散的技术。 强制对流冷却是首选的新冷却技术的便携式电子设备的设计师。这是因为大量的因素包括成本、可靠性、功耗、面积，以及配置文件的高度。液体冷却[1]和热管[2]技术已证明有用的方法，从热源对二次冷却有效地扩散热量;然而，便携式溶液大小限制表明这些热传播技术目前只有大尺度电子冷却并不可行。同样，同样的相变化材料[3]也显示出通过提高热传递过程利用吸收热，发生状态更改从固体到液体的传热过程。单一使用这种技术的一个关切是材料在处于完全液体状态时它再也不能阻止温度上升在设备中。因此自然对流和传导是这点之后换热的方法。在此之后转移为止。作为一个辅助冷却技术以在便携式设备的当前的传热方法，强制对流冷却可能要处理这些能力增加的热负荷。这样的一个例子是非常规设计提出的Walsh等[4]，这给出了一个热电阻4.5°C/W为1200 mm 2的占位面积与价值为4mm包括风扇轮廓高度。 在过去的几年里，许多团体已经开始重新有哪些信誉好的足球投注网站解决微型被迫CON-的发展中市场空气冷却。这种研究的第一系列论文审查有效性的常规的缩放的法律[5,6]风扇规模减少到微型尺寸。作者发现，在低雷诺数边界层现象结果在减少流量和提升功率需要量高于所预期的缩放比例。在常规风机缩放的背景下，这些参数在低雷诺数变化无疑会导致更大的不确定性，在风扇的性能预测如果秉承标度律，沃尔什等人[7]，另外也报告导致的流量规模效应显著交付被比预期的少当运行在低雷诺数。作为微型风扇运行在低雷诺数，实际性能可以不同于那些采用常规结垢预测。预测使用传统的标度律[8]关于一体化的微型风扇的散热器应当注意，w微型冷却作为最佳的方法之一消散在热负荷过小的区域，具有热阻低1.4°C / W被报道[9,10]为针翅散热器。然而，要实现这种表演，足迹领域的订单订单2000mm2 和配置文件高度报告100毫米。虽然这足迹的面积相对较小，它被指出如此大断面高度最有可能会认为这种技术不能接受的大多数便携式电子设备中使用。当考虑小型规模球迷，流量和压力上升可达到也大大低于那些在冲击冷却的上述研究中达到。因此要满足约束强制对流冷却风扇和散热片并行是低调的最实际的解决方案。由[11,12]沃尔什等人对风扇和散热片安排在性能优化方面进行了分析。结果表明最佳热成绩时风扇出口角匹配到散热器翅片角，即，流进入平行于散热片的散热片。伊根等人[13]最近的一项研究调查与翅片和无翅片的散热片一起使用的微型风扇的热性能。该解决方案的总体面积是456mm2与5毫米.速度测量在散热片流量概况表明流到散热器墙壁和鳍退出角风扇。在翅片散热器的情况下被流强烈冲击了散热器翅片通道入口处。 研究的主要目的是确定矫直进入散热器通过扩压器流的影响。不同扩压器的数目被制作获得平行流在入境给散热器的优化设计。最佳扩压器设计决心从流速度测量所得的利用粒子图像测速技术PIV。在发现这种设计风扇，扩压器和散热器解决方案的特点是重复文献[13]所进行的平均换热特性。这样的结果会决定性地显示是否扩压器导致热转移率的翅片和无翅片解决方案的整体提高。粒子图像测速技术测量流量在散热器从3000转/分到8000 rpm 的速度也得到了和进一步洞察在散热片内的流场。这项研究的结果是有价值的，例如设计者为强化传热速率可以得到冷却解决方案