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采用泡沫复合相变材料的电子元件热控制单元数值仿真
  • ISSN号:0438-1157
  • 期刊名称:《化工学报》
  • 时间:0
  • 分类:TK512.4[动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京100191
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(50876004)
中文摘要:

将相变材料(PCM)应用于移动电子设备热控制单元(TCU)是一种极为理想的被动式热设计方案,但因PCM导热率低,TCU热性能较差,需强化PCM的导热以提高TCU的热性能。对填充泡沫复合相变材料(FCPCM)的TCU建立了二维数学模型,并对TCU的热性能进行了计算分析。其中,FCPCM的传热模型考虑了空穴的影响;PCM相变过程采用等效热容法求解。对填充FCPCM的TCU设计和加肋设计进行了比较分析,此外,还分析了泡沫孔隙率、热源功率以及泡沫骨架材料对TCU热性能的影响。结果表明,填充铝制FCPCM极大提高了TCU的热性能,可以很好地满足电子元件热控制设计要求。

英文摘要:

Due to the advantage of large latent heat and isothermal behavior during the phase change process,solid-liquid phase change material (PCM)can be well applied in the passive thermal design for thermal control unit (TCU)of portable electronic devices.However,PCM has a major drawback of low thermal conductivity,leading to low charging and discharging rates and bad TCU performance.Therefore,it is necessary to enhance the PCM conductivity to improve the TCU thermal performance.A two-dimension mathematical model of TCU filled with foam-PCM composite material (FCPCM)was presented,and numerical simulation was conducted to analyze the TCU thermal performance.The effect of void was considered in the numerical model for FCPCM heat transfer and equivalent capacity method was used to handle PCM phase change process.The thermal performance of TCU filled with FCPCM was compared to that with fins.Further,the effects of some important parameters on TCU thermal performance were investigated numerically,such as foam porosity,heat source power and foam matrix material.The results show that the FCPCM with aluminum matrix can greatly improve the TCU performance,and the design can provide a reliable solution to electronic thermal control.

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期刊信息
  • 《化工学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国化工学会 化学工业出版社
  • 主编:李静海
  • 地址:北京市东城区青年湖南街13号
  • 邮编:100011
  • 邮箱:hgxb126@126.com
  • 电话:010-64519485
  • 国际标准刊号:ISSN:0438-1157
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1946/TQ
  • 邮发代号:2-370
  • 获奖情况:
  • 中国科协优秀期刊二等奖,化工部科技进步二等奖,北京全优期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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