南京航空航天大学，1南京2016网格上的8，凡算法和低雷诺数湍流模型，温度场计算中采用整场离散求解的方法。数值模拟结果与实验结果吻合良好。 前言电子设备冷却的任务是使电子元件结点温度低于其允许温度极限，为电子设备的正常工作提供良好的工作环境。目前，机载电子设备大多采用空芯冷板进行冷却，空芯冷板的冷却能力是由电子器件与冷板之间的导热和冷板内空气的对流换热共同决定的。研究空芯冷板换热特性对于机栽电设备的冷却很意义。文灯付航宁电子设备上糊1的穿透式宁芯冷板冷却系统的传热特性逊厅了分析求，得到了空芯冷板松态温度分布达式和功率温良流关系式，文献2中将空芯冷板简化成层实芯板，采用维导热方程计算了空芯冷板上的温度分布文章没有计算冷板内的空气流场。文献37采用有限元法的方法对液体冷板换热器进厅了数值模拟，在速度场和温度场的计算中采用了稳态维不可压紊流流动方程。文献4建立空芯冷板的维模型。 采用导寸流耦合的方法求解了冷板内的冷却空气的速度场和冷板上的温度分布，计算中认为冷却通道内为充分发那维以流流动，在实际使用中，空芯冷板内的流动处于湍流状态，且般都存在于进口段。另外冷板上的发热器件大多处于孤立状态，分析孤立器件底板附近的温度分布，对于机载电子设备冷却尤其重要。 闪此木文采用维湍流流动与换热的模型对装有瓜立发热器件的矩形通道空芯冷板的换热进行了数位投拟。并对其进行了实验骀1.以便为今1冷板的工程热设计提供种有效的设计手段。 2试验装置及原理所研究的矩形通道空芯冷板实物1所，共有7个矩形通道通道的宽高比为通道长度是单个通道的当量直径的40倍，冷板上面为发热元件安装面。试验中为了保证发热7以牛散收稿日期20040308修稿日期2004以25出的热量完全由冷却空气带走采用泡沫塑料对冷板进行了绝热。试验测量中，冷却空气流量由1板流量计测量，温度由计算机测量系统通过热电偶测得。本次试验中采用相同阻值的电阻片来模拟电子元器件的发热，其发热热流密度由可调直流电源控制。2为电阻片在冷板上面的安装位置和测温热电偶埋设位置意。中矩形块为电阻片，黑点为热电偶。 3数值模拟方法3.1控制方程及紊流模型5宁芯冷板矩形通逍内的空气流动是记常不可压的。在笛卡尔坐标系中，其控制方程为雷诺平均方程和能量方柯由于空芯冷板的换热计算为固气耦合计算，对于固体上的温度计算，只需令式2中的速度和湍流脉动项为零。并改写儿扩散系数，方程即变为导热方程。 数较小。为了封闭控制方程，本文在计算中采用了，10册低雷诺数两方程模型，3.2数值模拟方法由控制方程可知动量和能量方程之间并不相互耦合，这样可以先付空芯冷板的流场进厅计算，在此基础上再计算其温度场。流场计算中，控制方程中的对流项离散格式采用高精度的3，肌格式，压力和速度修正采用同位网格下的1算法，1役场汁兑中，采叫了导热对流耦合的数值模拟法进行整场计算。具休的处理份去是保证通道内叫壁而和流体界面上的热流密度连续，结合控制程，以需离散方程中界面上当遣扩散系数取流体和固壁的调和平均值。对汁算域上的第类边界条件采用附加源项法处理1在对离散方程的求解中采用5正强隐迭代算法结合多重网格的计算方法。 3.3边界条沣进口边界条件各通道空气的进口流速为均勾分布，由流入空芯冷板的空气流量6决定，且认为各通道的流量均匀分配。进口流速的计算迎道截面血枳湍流动能的计算式湍流动能耗，率计算式，边界条件各1体壁面农用非泔移条件。，度均为零山于农用低诺数模型紊流动能和紊流耗故率在固壁面上也为零压力的边界樘件出口边界条件流向速度心，采用了进出口总流量相等的原理进行修正；其它方向的速度在出口处其沿流向的梯度为零；压力采用阶外推揣流动能和耗散率沿流向的梯度为零。 对称边界条件所有参数在对称面法向的梯度为零。 4结果与分析以矩形通道的空芯冷板为计算对象。由1. 2可知其几何结构左右对称，发热元件在冷板上度相同为20.娜，2.根据前面进口条件的假设每个冷却通道内冷却空气的流量相同，这样计算中可以取3半块冷板作为温度场计算域。对于矩开通道内流场的计算，可以取14通固壁通过导热传递到整个冷板上*后由通道内冷却空气通过对流带走。7为方向上固壁附近冷却空气附面层内温度分布。由可知，空气从进口处随着与固壁换热温度逐渐升高，在单道区域计算。 口段，其长度占通道流程的12.因此把整个通道内的流动看成是充分发展流动是不正确的，这样通道内由流动形成的换热系数也不均匀，这对子获得冷板上局部温度分布非常重要。 温度分布，从中可以看出发热器件的热量由独布置的发热元件处温度*高，右冷板的后端随着板面温度下降，空气温度也开始下降，这进步说明。板面温度均匀对于提高冷却空气的利用率非常取要，特别是对于板上电户器件1面有温差要求的冷板。应充分考虑器件的排放位置和冷板上面的厚度。 皮分布其计算工况和试验工况相从阁心9中可以看出，数值模拟结果和实验测量结果吻合良好。这说明本文所采用的固耦合数仇模拟方法对于矩形通道空芯冷板的计算是正确的。数值模拟的方法为冷板的热设计提供了种有效的分析手段。 通常情况下，热管的成本价格约在3060元1之间。参考双层水平埋管的深度。热管的长度般在左右就足够则每根热符的成木价格水乎圳符的地热换热器单位管长的传热量季为501冬季为301！。采用水平埋管换热器的土壤源热泵系统初投资在，⑷元⑴2左右。对竖直埋管换热器初投资则为135260以北方地区建筑面积为⑴的违筑为例。 设冬爷单位面枳热负荷为6瓜712，夂孕单位面积冷负荷为150则建筑的夏季总负荷为15冬季总负荷为61撕，由此计算出的地热换热器的埋管长度为30，1设水平埋管的埋管间趴为1.则水平埋管的±也面枳为300，2，总投资为1.6万元。加入热管后，设定水平埋管之间成本总价格为0.37万元，7尺平埋管的占地面积为则加人热管后的水平坪管土壤源热泵的初投资为1.97万元。由此可，加入热管后的水，埋钤土壤源热泵初投资只比水平埋管土壤源热栗增加了18，占地面积却减少了25.因此，从经济角度考虑，利用热管提高水平埋管换热器杨春信，袁修干。穿透式冷板的传热分析1.北京6结论1将热管直接插入水平埋管换热器轴心的土壤中；也可以将热管端插入土壤中，另端加肋后附着在水平埋管换热器的管壁上，则换热的效果会进步，强，但对于肋片的形状还要深入研究2通过对热管工作介质工作温度和使用寿命几个方面的考虑。认为适1于土壤环境的热管有铜不锈钢和低碳钢3种。1作介质有氨烷丙乙醇等3利用热管技术提高土壤源热栗水平埋管换热效能在技术上是可行的；插入热管后，虽然增加了成本，但明显节约了土地面积，综合经济效益还是利的55.张红。热管技术及其1.程应用1.化学工业曲云霞，张林华，崔永章。地源热泵及其应用分析。1.可生能；原。200249学热能工程研宄所。 航空航天大学学报，1996，22672726陈文虎，俞勤芳。电子设备冷却用空芯冷板的性能研宄。句航空航子大77报5.27335356谭克俊，叶尚辉。对秦导热藕合数值解法在电子设备冷却中的应用。大连海事大学学报，1996，221475ft张大林，昂海松。飞机座舱内空气速度和温度分布陶文铨。数值传热学M.西安西安交通大学出版教研工作，通讯地址210016江苏南京市御道街29号南京航空航天大学人机与环境工程系。