全高度电子设备冷却用冷板设计的分析

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1、NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringDesignandAnalysisofColdPlateforFullHeightElectronicEquipmentAThesisinMan-Machine&EnvironmentEngineeringbyWeiHuidongAdvisedbyProfessorZhuChunlingSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMast

2、erofEngineeringDecember,2012承诺书本人声明所呈交的博/硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要随着电子技术的迅速发展，电子技术在军用和民用的各个领域中都得到了广泛的应用，不断的

3、实践使人们逐渐认识到对电子元件进行热封装和热设计的重要性，同时这也促进了热控制技术的快速发展。本文首先对电子设备冷却技术的发展概况、冷却方法进行了详细的介绍，特别介绍了冷板的结构特点以及冷板换热计算公式的推导。其次，主要讨论全高度（海平面至20km高空）电子设备冷却用冷板设计，介绍了冷板的设计原则，并对全高度的物性参数进行了分析。运用正交试验法和回归分析，对物理热性参数，进、出口压力损失系数，摩擦系数和考尔本数进行公式拟合，得出适用的相关计算公式。通过编程计算着重介绍了空气冷却式冷板在全高度范围内随高度变化的性能影响因素，并在标准工况下和极热工况下研究了高度、温度、密度等参数对冷板性能的影响

4、，为全高度冷板设计提供了可靠的设计依据。最后，本文运用Fluent软件对标准工况下的全高度冷却用冷板进行数值模拟仿真，并将计算结果与理论编程结果进行比对，近似程度很高。研究肋片结构参数对冷板的换能性能的影响，分别对肋片的高度、厚度、肋间距进行分析，并得出相应的优化结论。关键字：电子设备，热设计，冷板，肋片，传热，压力损失，数值模拟i全高度电子设备冷却用冷板设计分析ii南京航空航天大学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofelectronictechnology,electronictechnologyhasbeenwidelyusedbothinmil

5、itaryandcivilianfields.Peoplecometorealizetheimportanceofdesignsforelectroniccomponents,thermalpackagingandthermalthroughcontinuouspractice,whichalsopromotesthedevelopmentofthermalcontroltechnology.Thispaperfirstintroducesthegeneralsituationofdevelopmentandtheprocessofcoolingoftheelectronicequipmen

6、tcoolingtechnology,especiallyonthestructuralfeaturesofcoldplateandthederivationoftheheattransferformula.Thenthediscussionfocusesonthefullheight(from0to20kmabovesealevel)coldplatedesignofelectronicequipments.Thedesignprinciplesofcoldplateareintroduced,andthephysicalparametersofthenearspaceareanalyze

7、d.Thephysicalthermalparameters,aswellasthepressurelosscoefficient,frictioncoefficientandheattransfercoefficientattheentranceandexitareformulafittedbyusingorthogonaltestsandregressionanalysestogettheapplicab