大功率器件的散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、本文主要針對中國南車集團(tuán)CRH2型機(jī)車主變流器IGBT模塊的散熱問題,根據(jù)傳熱理論和實(shí)際要求,從眾多的散熱方案中選擇水冷散熱方案,并且根據(jù)工況條件對散熱系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)——水冷散熱器進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。主要包括了散熱器材質(zhì)以及冷卻液介質(zhì)的選擇、散熱器結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)、散熱器內(nèi)部水道布置、以及計(jì)算冷卻液的壓力損失等等工作。并且針對此次設(shè)計(jì)選用了FLUENT。軟件進(jìn)行數(shù)值模擬以驗(yàn)證該設(shè)計(jì)的合理性和可靠性。通過對水冷散熱器進(jìn)行數(shù)值模擬得出散熱器內(nèi)部流場的

2、數(shù)據(jù)分布,包括溫度、流速、壓力、湍流強(qiáng)度等分布情況。然后在此基礎(chǔ)上對散熱器結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),即在散熱器內(nèi)部水流通道內(nèi)分別增加順排和叉排兩種排列方式的擾流柱。利用FLUENT軟件分別模擬帶有順排和叉排擾流柱結(jié)構(gòu)散熱器的散熱效果,選擇出較為適合此工況的擾流柱排列方式。最后在FLUENT軟件中模擬了優(yōu)化前后散熱器在不同冷卻液流速下的散熱性能,并就結(jié)果做了詳細(xì)的對比分析,為今后類似散熱器的設(shè)計(jì)提供參考。本文在散熱器的數(shù)值模擬過程中,詳細(xì)介紹了應(yīng)