电子设备强迫风冷散热特性测试与数值仿真

　　随着现代电子技术的发展，电子设备不断向高功率、高密度方向发展，如果各种发热元件散发出来的热量不能及时散发出去，各个元器件的温度就会超过各自所能承受的极限，导致电子设备可靠性大大降低。这就要求对工作温度有较高要求的电子设备进行结构的热设计。111目前，对电子设备的热设计工作主要采取数值仿真与实验相结合的方法。在对电子设备进行风冷热测试实验所产生的大量实验数据基础上，进行软件热分析仿真，通过实验数据检验模拟结果，从而指导软件热分析，为进一步做好电子设备的热设计，保证电子设备正常、可靠的工作打下基础。

　　1热测试方案与实验设备1热测试方案实验在西安电子科技大学机电工程学院自行研制的DF型低速风洞中进行，被测试电子设备结构形式见。在PCB（PrintedCicuitBad）板上用型号为HV200JB8的厚膜电阻模拟发热元件，电阻值为25A其安装形式见被测电子设备结构形式安装形式每块PCB板按顺序排列25个发热元件，6块PCB扳构成5个通道，其中5和6号板为光板，1号板为元件并联板，23和4号板为元件串并联混合布置，通过加载不同的电压可得到元件上不同的功率分布变化。

　　2实验设备低速风洞：工作段面积为300X400mm风洞通过严格设计完成，在工作段无物体时可保证段内各点风速相等。

　　风速测量仪：用以测量风洞的实际流速。

　　AT-3型多点温度测试仪：可1次测量63个温度点。

　　铜一康铜热电偶：测温范围为一实验的主要目的是研究电子设备在不同工况条件下的散热特性，因此测试时将被测电子设备放在低速风洞工作段中，分别对4块板加不同的电压，以模拟功率变化的情况：1号板加电压为13V2号板为5V10V20V30V变化；3号和4号板为10V15V20V变化。通过改变入口风速与PCB反间距等进行热测试，主要测试元件表面、背面与入出口的温度以及风洞内不同测点的流速。

　　2数值模拟1模型的建立和求解用ICEPAK进行热仿真的过程可分为5个基本步骤：建立计算模型，设定问题参数，划分网格，求解计算和后处理。

　　被测电子设备水平放于风洞工作段内，用QPnnn模拟风洞的入口与出口，在入口oenn处可设定不同的流速；风洞用abnti拟，4面绝热；PCB反与底板固连，底板材料为铝；设置厚膜发热电阻与PCB板紧密固连。在数值仿真中先根据每个PCB反所加不同电压计算出每个发热元件的热功率，再将所得热功率加载到每个热源上。

　　该模型的主要参数为流体状态。通过软件自动计算得到的普朗特数和雷诺数可以确定流体类型为紊流。根据不同的实验工况，设置环境温度和风速等边界条件。南京：东南大学出版社，2005朱敏波。电子设备机箱强迫风冷热测试实验分析J.无线电通信技术，199723（1）52-55.陈洁茹，朱敏波，齐颖。CEPAK在电子设备热设计中的应用J.电子机械工程，2005（1）14-16李琴，朱敏波，刘海东，等。电子设备热分析技术及软件应用J.计算机辅助工程，2⑴514（2）50-52（编辑廖粤新）