基于干冰微粒喷射冷却的高速列车IGBT散热器设计

TB61+1%U464.138+.2%U292.91+4; 针对高速列车IGBT模块的高效散热问题,设计了一种应用于干冰微粒喷射冷却的针肋散热器.建立了 3 组不同针肋参数模型,通过数值模拟研究分析了针肋数量、直径、高度对散热效果的影响,得出最优针肋散热器的针肋数量为 64、直径为 12 mm、高度为 45 mm,相比于无肋散热器其换热基板表面温度降低了 10.57℃,散热器内部干冰升华率提高了 17.2%.通过实验观测到了干冰微粒冷却流体在管内流动状态以及干冰微粒在散热器内部扰动碰撞过程,验证了模拟结果,干冰微粒喷射冷却使热源功率为 1.6 kW的IGBT模块保持在约 25℃,满足其散热需要...

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Published in制冷学报 Vol. 45; no. 2; pp. 143 - 151
Main Authors 宁静红, 任子亮, 宋志朋, 祝森, 孙璐瑶, 高雪
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 天津商业大学 天津市制冷技术重点实验室 天津 300134 01.04.2024
Subjects
IGBT模块
phase change
IGBT module
散热器
dry ice sublimation
heat sink
干冰升华
相变
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ISSN0253-4339
DOI10.3969/j.issn.0253-4339.2024.02.143

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Summary:TB61+1%U464.138+.2%U292.91+4; 针对高速列车IGBT模块的高效散热问题,设计了一种应用于干冰微粒喷射冷却的针肋散热器.建立了 3 组不同针肋参数模型,通过数值模拟研究分析了针肋数量、直径、高度对散热效果的影响,得出最优针肋散热器的针肋数量为 64、直径为 12 mm、高度为 45 mm,相比于无肋散热器其换热基板表面温度降低了 10.57℃,散热器内部干冰升华率提高了 17.2%.通过实验观测到了干冰微粒冷却流体在管内流动状态以及干冰微粒在散热器内部扰动碰撞过程,验证了模拟结果,干冰微粒喷射冷却使热源功率为 1.6 kW的IGBT模块保持在约 25℃,满足其散热需要,为深入研究干冰微粒喷射冷却技术提供指导.
ISSN:0253-4339
DOI:10.3969/j.issn.0253-4339.2024.02.143