泡沫镁散热器强制对流散热性能模拟研究.pdf

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1、2017年第3期铸造设备与工艺兰Q12堡垒旦!Q型盟旦!竖垦Q堕些：塑垦盟!垒堕旦婴￡旦盟Q塑g!』坠里：兰Q!!些兰·试验研究·doi：10．166660．cnki．issnl004-6178．2017．03．007泡沫镁散热器强制对流散热性能模拟研究李贤昌。张瑛。王芳(太原科技大学，山西太原030024)摘要：通孔泡沫镁合金因其比表面较大且金属骨架的导热系数大，兼具强度、硬度高等特点，有望成为散热器的核心材料，以解决电子产品的散热问题。本文通过数值模拟的方法对泡沫镁合金散热器在强制对流下的散热情况进行探讨。

2、结果表明，泡沫镁散热器散热效果优于传统散热器。其结构参数对其散热性能影响较大，表面传热系数、压降都随孔隙率、孔径的增大而减小，但其综合散热性能却随着孔隙率、孔径的增大而增大。关键词：泡沫镁；散热器；强制对流中图分类号：TQl32．2；TB383．4文献标识码：A文章编号：1674—6694(2017)03-0019—04SimulationofFoamedMagnesiumHeatDispersionunderForcedConvectionL／Xian-chang，ZHANGYing，WANGFang(Tai

3、yuanUniversityofScienceandTechnology，TaiyuanShanxi030024，China)Abstract：Foamedmagnesiumisexpectedtobecomethecorematerialoftheradiatortosolvethecoolingproblemofelectronicproducts，becauseofitslargerspecificsurfacearea，andthethermalconductivityofthemetalskeleto

4、n．Theheatdissipationoffoamedmagnesiumradiatorunderforcedconvectionwasdiscussed．TheresultsshowedthatthecoolingeffectoftwokindsOfoamedmagnesiumradiatorisbetterthanthetraditionalCPUradiatorandthefactorsinfluencingtheheatdissipatingtpropertyincludesporosity，andp

5、oresize．Thesurfaceheattransfercoefficientandthepressuredropofthefoamedmagnesiumradiatordecreaseswiththeincreaseofperosityandporesize，whilethecomprehensiveheatdissipationincreaseswiththeincreasingporosityandporesize．Keywords：foamedmagnesium，radiator，forcedcon

6、vection现如今，高集成电子产品在其运行过程中会产生大量的热，如果这些热量不能够及时散掉，就会在其核心部件周围聚集，影响其性能，所以电子产品的散热问题成为制约其快速发展的主要因素。而泡沫镁因其比表面较大且金属骨架的导热系数大，有望成为散热器的核心材料，解决电子产品的散热问题【Ⅷ。本文针对泡沫镁复杂的三维网状结构，提出一种简化几何模型，在此基础上计算泡沫镁的有效热导率。同时在此几何模型上，模拟泡沫镁散热器在强制对流下的散热情况，并用实验验证，以期了解泡沫镁散热器强化散热的机理，推动电子产品的快速发展。1几何模

7、型收稿日期：2017—04—25作者简介：李贤昌(1994一)，男，本科生。通讯作者：王芳(1972一)，女，副教授。基金项目：太原科技大学大学生创新创业训练计划项目XJ20160241．1单胞几何模型根据前人提出的立方体几何模型，在一定程度上将各项同性的开孑L泡沫金属材料抽象表征为具有规则立方体的拓扑模型，由于孔洞总是朝着表面能最小的方向转变，球型孔洞的表面能最小，在立方体的单胞中心去掉球型孔洞，即可得到开孔泡沫金属的单胞模型，这些单胞的金属骨架相互衔接，就构成了开孔泡沫金属体。图l为泡沫金属微观结构，图2为

8、泡沫金属单胞模型。图2表明泡沫镁单胞中的中心孑L隙会和8个棱角的孔隙有重合部分，两重合孔隙的重合体积为：图1泡沫金属微观结构图2泡沫金属单胞模型·19·Jun．2017№3铸造设备与工艺2017年第3期yl=要(4R+S)(2R—s)2(1)其中：s为中心孔隙和顶角孔隙的中心距，即为、／丁L12，R为泡沫金属单胞的孔隙半径。模型中中间孔隙主球体与立方体顶点的八个孔隙球体相交，因此，中间