散热器进出水口位置的布置,既对散热器热分布产生影响,也会对连接管道的布置产生影响,进而对管道内的阻力产生变化。选取管带式散热器进行结构分析和关键参数分析,基于CFD搭建管带式散热器的分析模型,对散热器流动换热特性进行分析,包括中冷器和整体散热器两部分,获取压力场、温度场、流体温度场等的分布;分析翅片间距对散热器性能的影响规律;分析散热器进出水口相对位置的三种搭配方式冷却性能的差异,并分析对应的管道压差,以获取最优的结构设计形式。结果可知波高FL与芯体厚度T和散热管厚度b密切有关;波距Fp直接影响散热带的表面散热面积大小;在冷却空气流速一定的情况下,随着翅片间距的减小,散热器的压损越大,传热系数越高;散热器进出水口左上右下的布置形式,冷却液的阻力最小,设计结果最优,为此类设计提供参考。

为提高热管散热器的散热效率,文中对平板热管散热器的散热翅片进行优化,提出一种在风冷条件下的非等长翅片散热器。首先通过研究环境温度、热源功率、风速对芯片温度的影响,当风速大于8 m/s时,通过增大风速对芯片的降温作用并不显著。然后通过对比等长翅片与非等长翅片的散热效率,提出非等长翅片中最长翅片与最短翅片差p的概念,p值分别取8.5 mm、17.0 mm、25.5 mm、34.0 mm进行仿真对比研究。当热源功率为600~1000 W,平板热管散热器翅片长度差在25 mm左右,散热效率最高;当热源功率为200~400 W,平板热管散热器翅片长度差在8.5 mm左右时,散热效率最高。结果表明,非等长翅片热管散热器优于等长翅片热管散热器的散热效率。