基于软管的多层液冷机架设计.pdf

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1、机械工程师MECHANlCALENGlNEER基于软管的多层液冷机架设计吴伟(中国电子科技集团公司第十研究所工程设计中心，成都610036)摘要：分汇流设计为新一代飞机液冷机架设计的关键。文中提出了基于软管组件的分汇流设计方案，实现了多层机架的分汇流设计。最后应用于实际工程中，验证了设计的合理性和有效性。关键词：液体冷却；多层机架：软管中图分类号：V243文献标志码：A文章编号：1002—2333(2017)01—0127—03StructuralDesignofMultiple-layerLiquidCoolingRackBa

2、sedonHoseWUWei(SouthwestChinaInstituteofElectronicTechnology，Chengdu610036，China)Abstract：Flowsystemisthekeypartofliquidcoolingrackinnewgenerationaircraft．Thispaperdescribesadesignschemeofflowsystembasedonhosetosolvethecirculationofliquidinmultiplelayerrack．Practical

3、applicationverifiesrationalityofthedesign．Keywords：liquidcooling；muhiplelayerrack；hoses0引言随着军用电子设备小型化、模块化、高集成度设计要求的提高，热流密度经常达到传统风冷设备的7～10倍’由于采用模块集中安装方式，拥有数量众多的发热量大的模块，因此散热问题非常突出。过去常用的成熟电子设备散热设计技术已经无法满足新系统的使用要求，液体冷却成了新的选择。由于机载航电系统复杂，模块数量极多，多层综合机架成为目前航电系统的常见形式。而分汇流系统是多

4、层液冷机架的一个重要特征。1国内外研究现状国外航空平台上的液冷系统研究开展较早，20世纪50年代已经可以看到关于机载设备采用液冷还是风冷的讨论文章【11。从一些文章的附图可以看出国外已使用综合化液冷机架，图11]1]为综合化液冷机架的示意【2】。国内在某型号工程之前并无液冷机架在航空平台上的应用。由于航空设备集成度的提高，国内有一些厂家开始进行航空平台使用的液冷机架的设计工作，据目前所见的情况，其机架密封主要为焊接和液体连接器方式的分汇流(见图2)，目前国内厂家的多层液冷机架尚未达到工程应用阶段。2设计方案综合机架由机架和模块构

5、成，模块通过肋条传导散热。具体传热路径及对应热阻网络图见图3所示。模块产生的热量经肋条传导到机架，热量通过分汇l冷板占．·翻板3冷板。．·∥板3I黪黜口熙础口陲”一”一一一⋯⋯⋯一一<：一广————]【}=二、热交换边一lIIl／模块外边Ⅵ“一一雠艟棚限⋯⋯e”一，睁乞／／散热板?～。。y一肜嚣r⋯F}：ry∞，o■‘1-。差要三薹‘差至l-图3机架导热路径及对应热阻网络潮醴豳一—一_“嘲墨盈嚼龋一图藕慰笪_宙i酽妒一潮图4机架外形图m5分汇流系统流系统带入液冷循环系统，换热冷却后液体重新进人分汇流系统。网址：WWW．jxgcs

6、．corn电邮：hrbengineer@163．com2017年第1期l127机械工程师MECHANICALENGINEER接触热阻在电子设备热仿真分析中的影响董进喜。张娅妮，白振岳，刘冰野(中航工业西安航空计算技术研究所，西安710119)摘要：在自然散热的电子设备热仿真设计中，往往忽略了机箱导轨与模块冷板之间的接触热阻。文中通过不完全贴合接触面热阻预计模型对电子设备内导轨和冷板之间的热阻值进行计算，然后在热仿真分析中添加该接触热阻值，通过对比测试板上温度、传统仿真温度值、试验测试温度值进行对比，进而分析接触热阻对电子设备热仿

7、真的影响情况关键字：接触热阻：不完全贴合：热仿真：自然散热中图分类号：TN02；TP391．9文献标志码：B文章编号：1002—2333(2017)01—0129—020引言在自然散热的电子设备散热过程中，主要热传递路径为：元器件一印制板一支撑架(模块壳体)一导轨一箱体一机箱周围空气冷却，热量传递过程热阻包括传导热阻和界面接触热阻[1】。由于这些接触的表面很难完全贴合或理想光滑，因此结构件之间热传导必然存在接触热阻。自然散热电子设备内结构件接触的间隙中存有空气【2】。由于在温度低于700K的环境下，辐射换热可以忽略。并且自然散热

8、电子设备内气体介质的流动较小，间隙内的热传导主要以空气的传导换热。因此，接触界面之间的热传导主要依靠微小接触面之间的实体热传导和间隙气体介质的传导[31。研究表明，对界面接触热阻的产生的影响因素较多，主要有结构件材料的热参数，间隙间介质的热参数，气压(环境压力)