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1、第31卷第5期电子器件Vol.31No.52008年10月ChineseJournalOfElectronDevicesOct.2008NumericalStudyofSolidificationforElectronicHeatSystemFilledwithPhaseChangeMaterial*GUOChaxiu,HUANGYunhao,CUILi,LIULiang(SchoolofChemicalEngineering,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001,Ch
2、ina)Abstract:Thepresentstudyexploresnumericallytheprocessofsolidifyingofaphasechangematerial(PCM)inaheatstorageunitwithfinsopentoairatitstopwithFluent6.3.Thecomputationalresultsshowhowthetransientphasechangeprocessinthecaseofwithandwithoutfin,expressedintermsoft
3、hevolumemeltfractionofthePCM,thetemperatureoffivepointsandtheheatflux.Theeffectofnaturalconvectionofliquidphasehasbeentested.Theresultshowsthatthenaturalconvectioncantbeneglected.Thetemperaturedifferencebetweenthebaseandthemeanmeltingtemperatureisalsoinvestigate
4、dtofindouttheeffectoftemperaturedifferencetothesolidification.Keywords:Phasechangematerial;Electronicheatmanagement;heattransferenhancementEEACC:0170J电子元器件相变冷却的数值传热研究*郭茶秀,黄云浩,崔丽,刘亮(郑州大学化工学院,郑州450001)摘要:随着电子元器件功率的增大,冷却设计对保证电子元器件正常工作起着非常重要的作用。采用相变冷却技术,即将相变材料引入热沉,
5、研究相变材料-热沉系统在凝固过程中的传热规律。研究结果发现,该系统在有翅片的情况下,凝固过程进行得很迅速,即翅片对凝固过程的传热强化作用非常明显;而且自然对流对此系统凝固过程的影响很大;另外,对不同温度下,相变在热沉内的凝固过程进行了研究,发现外部温度越低,凝固时间越短,在不同的温差下,液态相变材料在热沉内部自然对流的情况也有差异。关键词:相变材料;电子热控制;相变传热强化中图分类号:TB69文献标识码:A文章编号:10059490(2008)05155306随着微电子技术的迅速发展,电子器件的微型冷却技
6、术,液体冷却技术,相变冷却技术和其他冷却化已经成为现代电子设备发展的主流趋势。电子器技术(如热管,冷板等)。件特征尺寸不断减小,芯片的集成度、封装密度以及相变材料(PhaseChangeMaterial)通常是一些工作频率却不断提高,这就使得单位容积电子器件常压下在某些电子器件工作温度区段进行固液相变的总功率密度和发热量大幅度地增长,从而使电子的材料,可利用相变材料在相变潜热吸收一定时段器件的冷却问题变得越来越突出。统计表明,超过内运行的电子器件(如移动电话、便携式电脑)产生55%的电子设备的失效形式是由温度过高引起的热量
7、,从而对电子器件进行保护。当PCM吸收热[1]的,因此电子器件的热可靠性设计,在电子器件发量后,其状态变为液态,当环境温度降低后,经过向展中具有举足轻重的作用。目前,比较成熟的冷却环境的散热,就可以恢复固态。国内清华大学对忽略[2]方式主要有以下几类:自然冷却技术,强迫空气自然对流条件下封装在热沉里的相变材料融化过程收稿日期:20071130作者简介:郭茶秀(1968),女,博士,副教授,主要从事太阳能利用研究,guochaxiu@zzu.edu.cn;黄云浩,yunhaohuang@126.com.1554电子
8、器件第31卷[34]表1图3中几何尺寸单位:mm进行了数值研究,国外的研究也仅局限在融化过[810]程,而对于考虑自然对流条件的凝固过程,至今几何翅片高相变材翅片相变材仍未有研究。为此本文运用Fluent6.3对自然对流条名称度H料高度Hp厚度F料厚度B件下的相变材料的凝固过程进行了数值研究。数
