资源描述：
《液冷系统小型化探究-唐文辉》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、江苏航空2011增刊液冷系统小型化探究唐文辉(南京航空航天大学航空宇航学院,南京,210016)摘要:本文介绍常用的液体冷却系统,在解决电子设备散热问题的前提下,探讨整个液冷系统小型化的可行性及关键问题所在。对一般的液冷系统各组成部分进行分析之后,按照减轻系统重量,控制系统尺寸的要求进行优化,指出液冷装置小型化的关键在于散热器和风扇的设计选择及流量测量装置。关键词:液体冷却系统;小型化;电子设备;流量测量度较高,再进入散热器,与空气或者其他冷源换热,引言将从设备带出的热量传递给冷源,散热器出口的冷产热设备如电子设备,冷却方式有强迫空冷、却液进入储液罐,随后再
2、进入泵从而形成一个完整液体冷却,热管等。液体冷却技术,是在对设备冷却的循环。过程中,利用液体带走热量。液体比气体(如空气)液冷方式具有以下优点:[1]换热系数更高,根据资料,气体强制对流换热系(1)对电子设备的冷却比空冷更高效;2数的大致范围为20～100W/(m·K),水强制对(2)电子设备集成在冷板上,更紧凑,空间利用2流的换热系数高达15000W/(m·K),是气体强率提高;制对流换热系数的百倍以上,因此液冷系统冷却能(3)通过控制冷却液的流量、温度,能实现对设力更强。随着电子电路集成化程度的提高和大功率备良好的温控。[2]电子元器件的增加,对于一些特
3、殊的应用场合如这些部件小型化液冷系统中不可或缺,因此要航空、航天等,对设备的尺寸和重量有严格要求,因使液冷系统小型化,首先在于这些部件的选择。本此液冷系统小型化研究十分必要。本文在常用的液文将就某课题对液冷系统参数的具体要求,探讨实冷系统基础上,针对系统各部分进行讨论优化,按现小型化的问题。照减轻系统重量、控制系统尺寸的要求,研究液冷2液冷系统附件及其小型化系统小型化的关键难题,提出采用不同于传统的方式去解决这些问题,从而实现液冷系统小型化。2.1换热器(冷板)液冷系统换热器即冷板,与电子设备换热,二1液体冷却系统概述者紧密结合在一起,冷板受到具体的电子设备
4、制原理示意图如图1所示。约,所以对系统的小型化影响不大。[3]一般液冷系统主要包括泵、换热器、散热器、储目前在计算机芯片的冷却中,微通道结构是液罐和管道。其工作过程主要是冷却液经泵,按照一种研究的比较多的结构,是加强换热性能的有效一定压力、流量和温度进入换热器,在换热器中与手段。液体流经微通道时,单位体积的换热面积增产热设备进行换热,冷却液温度上升带走产热设备加,并在微通道中迅速发展成为核态沸腾,具有极产生的热量,因此设备温度降低到其正常工作所要高的换热能力。在提高冷板换热能力方面的研究很求的温度范围。经换热器出来后的冷却液,此时温多,但是随着高效能冷板的使
5、用与液冷系统可能存在流量分配,这一部分的压力损失随之增大,这样就带来了新的问题。要满足冷却液循环的动力要求,泵的选型是关键问题之一。2.2泵要使液冷系统小型化,无疑需要采用小型泵。小型泵在尺寸和重量上很小,同时其功率、最高流量与最大扬程相对普通的泵来说较小。国内深圳市中科世纪科技有限公司计算机水冷泵DC40,扬程图1液冷系统原理示意图可达7m,最大流量达650L/h,最大尺寸83mm×172江苏航空2011增刊63mm×48mm,重量仅250g。在液冷系统小型化式换热器要大3～10倍。采用板翅式换热器,能有的要求面前,小型泵不能继续采用传统的如叶片式效减小液
6、冷系统体积和重量。除此之外,还可以改泵,目前小型泵主要采用的有容积式泵,如齿轮泵、良流体,如采用纳米流体等,可以加强换热,在散热隔膜泵等。泵的选择要根据泵的流量性能曲线和管器方面尽量做到小型化。路特性确定。2.3.2冷源泵的进口管路,从储液罐开始到泵,有突缩的为使整个液冷系统不占用更多的空间及使用局部阻力和沿程阻力;泵的出口管路,从泵出口经更多设备,在散热器冷却中采用空冷方式。获得冷冷板、散热器到储液罐,包括沿程阻力和冷板、散热源空气的方式有使用风扇、引射器等,但为了不引器内的阻力以及局部阻力。入更多的设备,使系统更加简单,可使用风扇。由于系统的管路特性为空
7、气的强制对流换热系数大约在20～$p=$p1+$p2+$p3+$p4(1)100W/(m2·K),因此要带走更多热量,需要增加式中:$p1为储液罐阻力,$p2为管道阻力,$p3为空气的流量,对风扇的要求更高。在小型风扇方面,冷板压降,$p4为散热器压降。如8025型散热风扇,风量达到40CFM。风量直接课题中通过式(1)计算得到$p约为305kPa,决定了整个液冷系统的冷却能力,如果风量很小,选择BSP27160系列隔膜式大流量微型水泵。其最液冷系统所能带走的热量也有限。在设备尺寸尽可大外形尺寸250mm×110mm×94mm,重量能小的要求下,风扇的小型化
8、和风量成为了限制液2.9kg。在流量的控制方面采用节
