Ansys在一种相变散热器设计中的应用之二
Ansys在一种相变散热器设计中的应用
1 概述
随着微电子技术及组装技术的发展，现代电子设备正日益成为由高密度组装、微组装所形成的高度集成系统。电子设备日益提高的热流密度，必将使设计人员在产品的结构设计阶段面临热控制带来的严峻挑战。热设计处理不当是导致现代电子产品失效的重要原因，电子元器件的寿命与工作温度有直接的关系。传统的经验设计加样机热测试的方法已经不能适应现代电子设备快速研制、优化设计的需要。利用最新的电子设备热设计及热分析方法，对于提高电子设备的热可靠性具有重要的实用价值。
Ansys作为新颖的有限元分析软件在热分析问题方面具有强大的功能，而且界面友好，易于掌握。用户可以随心所欲地选择图形用户界面方式或命令流方式进行计算。本文就是利用Ansys 的热分析功能对一种特殊的散热器进行了热分析，根据分析结果对散热器进行了优化，取得了较好的效果。
2 相变散热器原理
物质的相变，包括从固相到液相或从液相到气相等过程，都会吸收大量的热量。相变散热器就是利用物质的相变吸收大量的热量，从而起到冷却发热器件的目的。
热管是一种具有极高导热性能的传热元件，它通过在全封闭真空管内工质的蒸发与凝结来传递热量，具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点。由热管组成的换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小等优点。
本文所讨论的相变散热器的结构如图1 所示。由集热板、热管、散热片和相变材料组成。该相变散热器综合利用了物质相变和热管的特性，适合工作在真空环境下，不能进行空气对流散热的情况。电子器件产生的热量传到集热板上，再通过热管把热量传给散热片。
散热片温度升高后，加热相变材料，相变材料在常温下为固相，受热后温度升高，当达到相变材料的熔点时，相变材料发生相变，可以吸收大量的热量，最终起到冷却电子器件的目的。 3 相变散热器模型的简化
相变散热器模型非常复杂，包括的内容较多，必须进行适当的简化，才能利用分析软件进行热分析，模型的简化分为以下几个步骤进行：
a. 根据热管的特性进行简化
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