【正文】 溫度場(chǎng)和流場(chǎng)計(jì)算。后處理部分包括Visulation、Flomotion和Table，Visulation完成仿真計(jì)算結(jié)果的可視化顯示；Flomotion除了也可以實(shí)現(xiàn)可視化顯示外，還可以制作流場(chǎng)的動(dòng)畫顯示；熱分析模型的大量計(jì)算數(shù)據(jù)如某區(qū)域的平均溫度、空氣流量等可以通過Table模塊查詢。 216。 ICEPAK是全球CFD的領(lǐng)導(dǎo)者FLUENT公司通過集成ICEM CFD公司的網(wǎng)格劃分及后處理技術(shù)而開發(fā)成功的針對(duì)電子設(shè)備冷卻分析的專用熱設(shè)計(jì)軟件。具有如下優(yōu)點(diǎn)：①建模能力： 除了有矩形，圓形模型外，還有多種復(fù)雜形狀模型，如橢球體、多面體、管道、斜板等模型； 有thinconduction 薄板模型。②網(wǎng)格技術(shù)：有結(jié)構(gòu)化，非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格；有四面體網(wǎng)格；有四面體、六面體混合網(wǎng)格；能夠?qū)?fù)雜模型快速生成高質(zhì)量網(wǎng)格；支持結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化的nonconformal網(wǎng)格 。③求解器：Fluent求解器能夠求解多種流體介質(zhì)問題；能夠求解結(jié)構(gòu)化，非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格問題；支持網(wǎng)絡(luò)并行。仿真分析技術(shù)軟件在產(chǎn)品開發(fā)的作用216。 對(duì)產(chǎn)品的溫度場(chǎng)作出預(yù)測(cè)，使我們?cè)谶M(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)關(guān)注熱點(diǎn)區(qū)域。216。 進(jìn)行各種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣分析，得出最佳的設(shè)計(jì)方案。216。 對(duì)產(chǎn)品的風(fēng)路進(jìn)行優(yōu)化，最大限度的提高散熱效率。任何先進(jìn)的仿真軟件已永遠(yuǎn)無法代替人，軟件只是熱設(shè)計(jì)人員所利用的工具之一。所以仿真軟件結(jié)果的可靠性決定于熱設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)及理論水平。傳統(tǒng)的熱設(shè)計(jì)方法與仿真分析方法的比較216。 在操作流程上面的差異 傳統(tǒng)的熱設(shè)計(jì)方法利用設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)確定出設(shè)計(jì)方案，然后利用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行估算，在通過試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。 仿真分析軟件可以同時(shí)對(duì)多種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣進(jìn)行分析比較，并能夠確定出最佳的設(shè)計(jì)方案。如果軟件使用者具有足夠的熱設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，則完全可以省略試驗(yàn)驗(yàn)證的環(huán)節(jié)。從而達(dá)到縮短設(shè)計(jì)周期的目的。216。 優(yōu)缺點(diǎn)比較對(duì)設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)的依賴度設(shè)計(jì)周期熱設(shè)計(jì)一次成功率熱設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化程度效率傳統(tǒng)熱設(shè)計(jì)方法完全短低低，裕量大低仿真分析方法強(qiáng)長(zhǎng)高高，裕量適中高六、 熱設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)電源模塊的熱設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì)216。 一次電源模塊的熱設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì)隨著電源模塊功率密度的升高，熱設(shè)計(jì)已逐漸成為瓶頸問題。傳統(tǒng)的集中散熱的方式(所有的功率管全部集中在一個(gè)散熱器上)無法滿足模塊體積逐步減小的要求。分散式散熱成為解決這一難題的主要技術(shù)。216。 二次電源模塊熱設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì) 二次電源模塊正朝著高效率、超輕、超薄、高功率密度的方向發(fā)展。以O(shè)PENFRAME結(jié)構(gòu)為代表的新一代模塊，通過電路技術(shù)上的改進(jìn)，提高了模塊的工作效率，降低了模塊的熱損耗，同時(shí)功率器件及PCB耐溫等級(jí)的提高，使得模塊可以省掉金屬或陶瓷底板，進(jìn)而省掉了笨重的散熱器，有效的節(jié)省了系統(tǒng)的可見，同時(shí)提高了模塊抗震動(dòng)的能力。 大功率UPS及變頻器熱設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)216。 大功率UPS及變頻器由于其熱損耗較大，往往需要較大的散熱器。 如何有效的提高散熱器的傳熱效率成為引導(dǎo)該類產(chǎn)品熱設(shè)計(jì)發(fā)展的原動(dòng)力。由于傳統(tǒng)的型材散熱器傳熱效率最低，而以鏟齒散熱器/針裝散熱器/釬焊/插片成型散熱器為代表的新的散熱器成型方式將逐步取代傳統(tǒng)笨重的型材散熱器。216。 熱管技術(shù)由于其傳熱溫差小，傳熱效率高已在電子設(shè)備上逐步獲得應(yīng)用。應(yīng)用熱管技術(shù)可以有效減小散熱器的體積，減小傳導(dǎo)熱阻。MaterialEffective Thermal ConductivityHeat Pipes150,000 200,000 W/m 176。CAluminum180 W/m 176。CCopper386 W/m 176。CDiamond2,000 W/m 176。C分散式散熱技術(shù)216。 優(yōu)勢(shì) 可以自由根據(jù)各部分的損耗大小來設(shè)計(jì)散熱器，從而保證散熱器的最佳化。 散熱器可以自由置于最有利的通風(fēng)位置，從而提高散熱器的散熱效率。 可以最大限度的發(fā)揮風(fēng)扇的作用，提高了風(fēng)扇的利用率。 由于散熱器分散，部分區(qū)域的功率管可以省掉導(dǎo)熱絕緣膜。 產(chǎn)品的功率密度可以達(dá)到很高。216。 劣勢(shì) 由于各部分散熱器已達(dá)到最佳化，散熱器抗熱沖擊能力會(huì)減弱，應(yīng)引起特別關(guān)注。216。 基本理念熱管技術(shù) 熱管是一種具有高效導(dǎo)熱性能的傳熱器件。它能夠在熱源與散熱片間以較小的溫差實(shí)現(xiàn)熱傳遞，也可以在散熱器基板表面實(shí)現(xiàn)等溫以提高散熱器的效率。w 1942年前：簡(jiǎn)單的二相熱虹吸管 J. Perkins及他的孫子L. P. Perkins發(fā)明并改進(jìn)了“Perkins tube”即熱虹吸管——簡(jiǎn)單的重力熱管。w 1960~1970年：發(fā)明熱管并成功應(yīng)用于航天事業(yè) 1942~1944年，R. S. Gaugler提出了現(xiàn)代熱管的原理，但未實(shí)際應(yīng)用； 1963年，G. M. Grover再次提出了這一原理，并以熱管命名； 六十年代，成功應(yīng)用于空間飛行和原子反應(yīng)堆；w 七十年代至今：熱管在地面上各領(lǐng)域的應(yīng)用蓬勃發(fā)展熱管通過工作流體的蒸發(fā)與冷凝來實(shí)現(xiàn)熱量傳遞。熱管內(nèi)部為真空，一般都有吸液芯。加熱端的液體在受熱后即汽化形成一個(gè)壓力梯度迫使蒸氣沿著管道流向冷凝端，蒸氣在冷凝端釋放汽化潛熱而冷凝，冷凝液體在吸液芯的毛細(xì)作用下或在重力的作用下回到加熱端，形成循環(huán)。216。 熱管的基本結(jié)構(gòu)－內(nèi)部結(jié)構(gòu)216。 熱管的基本結(jié)構(gòu)－毛細(xì)吸液芯主要型式：金屬絲網(wǎng)/金屬粉末燒結(jié)/軸向槽道216。 熱管的基本結(jié)構(gòu)－工作流體性能要求①與熱管外殼及毛細(xì)吸液芯材料的相容性②熱穩(wěn)定性③與管壁及吸液芯間的潤(rùn)濕性④在工作溫度范圍下的蒸氣壓力不要太高或太低⑤汽化潛熱 高⑥導(dǎo)熱性能 高⑦蒸氣及液體的粘性 低⑧表面張力 高⑨允許的冰點(diǎn)及傾點(diǎn)溫度即品質(zhì)因數(shù) 要大216。 熱管的基本結(jié)構(gòu)－常用介質(zhì)熱源（SOURCE）汽化潛熱熱沉（SNIK）凝結(jié)為液體放熱段蒸發(fā)為蒸氣加熱段籍助于工質(zhì)的相變潛熱傳輸熱量 二大優(yōu)點(diǎn)： （潛熱顯熱） （理論上ΔT → 0）冷凝液籍助重力回流，優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單工作可靠注意：； 。①按不同的冷凝液體回收方式可分為冷凝液回收方式熱管形式重力重力熱管毛細(xì)力標(biāo)準(zhǔn)熱管離心力回轉(zhuǎn)熱管②按熱管的結(jié)構(gòu)形狀，可分為： 單管型熱管 平板型熱管（下左圖） 分離型（回路）熱管（下右圖）由于熱管的特有結(jié)構(gòu)，使它具有許多獨(dú)特的性質(zhì)，它的應(yīng)用正是以這些特性為基礎(chǔ)。①良好的導(dǎo)熱性：導(dǎo)熱方式： 熱管——工質(zhì)相變 銅、銀——顯熱,自由電子,分子熱運(yùn)動(dòng) 導(dǎo)熱系數(shù)： 倍對(duì)實(shí)心銅棒： ℃ 式中：A——銅棒的橫截面積對(duì)于銅熱管：如 為10℃則熱管的式中：A——熱管的當(dāng)量橫截面積 且這一比值隨d0↓，l↑而增大。 ②理想的等溫性熱管正常工作時(shí)，內(nèi)部處于汽液兩相的平衡狀態(tài) ——ClausiusClapeyron Eq. ——熱管內(nèi)蒸氣由蒸發(fā)段流向冷凝段的壓差 ——蒸發(fā)段與冷凝段間溫差 因 很小，所以 也很小 但 （ ）隨Q的增加而增加，可用于對(duì)等溫要求很高的黑體爐、等溫爐等③熱流密度可調(diào)性熱量： 即 熱流密度：所以④傳熱方向的可逆性 ⑤對(duì)外界要求的適應(yīng)性熱源：熱流體的對(duì)流，熱固體的輻射熱、固體的導(dǎo)熱單向傳熱：熱二極管，美國(guó)阿拉斯加輸油管道的永久凍土層熱管保護(hù)系 統(tǒng)，114000支熱管，長(zhǎng)度最長(zhǎng)可達(dá)21m。 溫度控制：可控?zé)釋?dǎo)熱管。⑥熱管的傳熱極限粘性極限 聲速極限 攜帶極限 毛細(xì)極限 沸騰極限、熱管傳熱的熱阻模型R1：熱源與蒸發(fā)段外壁面間的（對(duì)流）換熱熱阻R2：蒸發(fā)段管壁的徑向?qū)釤嶙琛3：蒸發(fā)段吸液芯的（徑向）導(dǎo)熱熱阻R4：蒸發(fā)段內(nèi)表面的 蒸發(fā)換熱熱阻R5：蒸汽的軸向流動(dòng)熱阻R6：冷凝段內(nèi)表面的冷凝換熱熱阻R7：冷凝段吸液芯的（徑向）導(dǎo)熱熱阻R8：冷凝段管壁的（徑向）導(dǎo)熱熱阻R9：冷源與冷凝段外壁面的（對(duì)流）換熱熱阻R10：管壁與吸液芯的軸向?qū)釤嶙鑂5R4R3R2R1R10R6R7R8R9ThTc、熱管的應(yīng)用、空間飛行器溫度控制：衛(wèi)星、航天飛行器、宇宙服 高傳熱量小溫差的傳熱、核反應(yīng)堆堆芯的熱控制、余熱回收系統(tǒng) 特點(diǎn)：傳熱溫差小；傳遞熱量大熱管鍋爐 熱管省煤器 熱管空預(yù)器加熱爐余熱回收 水泥窯爐余熱發(fā)電 高爐熱風(fēng)爐余熱回收 窯爐余熱回收 干燥機(jī)余熱回收 鍋爐空氣預(yù)熱器、熱管散熱器電子器件冷卻：有效的散熱已成為十分重要的問題，常規(guī)金屬（單相）散熱器已無法滿足不斷增長(zhǎng)的散熱要求，高效、被動(dòng)、緊湊型的相變散熱器——熱管散熱器的應(yīng)用已勢(shì)在必行。 高端CPU熱管散熱器Note Book RHE Type FanFanIPC or Server RHE Type Desktop PC計(jì)算機(jī)CPU用熱管散熱器 176。C/W at 90 watts with 2 m/s air flow thermal resistance .45176。C/W at 400 ft/min筆記本電腦用熱管散熱器及大功率IGBT用熱管散熱器 ThermaBase? heat sinks 利用了熱管的工作原理,但更符合大功率的散熱方式 傳熱效率較傳統(tǒng)的型材散熱器高。 散熱器基板溫度低使元器件的可靠性更高。 風(fēng)扇尺寸或數(shù)量的減少可以有效降低成本。 風(fēng)扇的可以以較低的運(yùn)轉(zhuǎn)速度使風(fēng)扇的可靠性提高。 對(duì)冷卻風(fēng)量的需求減小可以降低系統(tǒng)的噪音。 散熱器較輕可以減少振動(dòng)損壞。 元器件的布局具有更大的靈活性。 ThermaBase? heat sinks與型材散熱器的比較ThermaBase? heat sinks的工作原理Phase plane216。 材料：AL MR－162。216。 Fill fluid：丙酮216。 熱阻： 216。 尺寸：