水冷板石墨模具的流道结构优化可从回路规划、散热面积、流速操控、布局均衡性、弯道处理、数值仿真及试验验证等多方面下手,以下是具体方法:
添加回路:初步规划水流流道规划后,经过数值仿真,发现散热功率不满足要求、热阻较高时,可考虑添加回路,比方将单循环变成双循环,甚至更多,以增强换热。例如,在研讨中有并联型流道别离在热源下方以并联方法设置3组导流片,混合型流道则在此基础大将每组导流片进行再次串联规划,延长了流动距离,选用并联流道规划的热源温差较S型流道温差明显下降,温差最小可达1℃,混合流道在并联流道基础上热源温度整体再下降1℃左右,均温性相差不大。
添加散热面积:在内部结构空间答应的状况下,可以适当在流道内部添加圆柱、方形肋片等,以错排、顺排方法进行优化。还可以在流道中添加多层鳍片,形成更窄的微流道,添加散热面积。
优化内部水流速度:进水口的截面积一定时,内部水流流道截面积越大,其速度会越小,不利于快速换热;但也不能单纯地把截面积缩小促进流速,这样会导致流阻变大。可进一步研讨流道宽度对散热功率的影响,如在混合型流道基础上规划不同规格宽度流道,导流片宽度与流道宽度共同,随着流道宽度的下降,热源温度整体呈下降趋势,但进一步下降流道宽度对散热功率的提高作用并不明显,一起流道变窄增大了加工难度。
均衡水冷面积:尽量将流道均衡铺满经过热源的接触面,在面积、空间较小的特殊状况,阿基米德螺旋水道是个不错的选择。
防止短路:进出水口很近的状况,多利用水道规划的肋结构,将水道延长,分布于热源的正下方,防止水流直接从进水口流入出水口。
尽量削减弯道、弯道尽量油滑过渡:弯道会添加水头丢失,增强内部流阻,假如防止不了,应尽可能将弯道油滑过渡,增强散热面积同步削减压降。
数值仿真与试验验证:
假定剖析:在原先项目的基础上,假定水道按内部添加散热面积、缩小截面积、添加回路等优化思路,别离计算其理论的成果。
数值仿真:根据剖析成果,树立多种水道规划模型,并在要求的环境中进行仿真模拟,对仿真成果进行比照剖析。例如利用ANSYS的Icepak来进行水冷板的散热仿真,经过前处理、网格绘制、求解设置、后处理等过程,比照不同流道结构的水冷板仿真成果,为优化规划提供根据。
试验测验:树立试验模型和测验,验证假定剖析和数值仿真的成果。