受限空间压电风扇强化对流换热特性与谐振特性的关联机制和规律研究文献综述

 2021-11-01 21:09:40

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1.课题研究背景及意义当今社会,随着电子技术等行业日新月异的发展,集成封装的工艺越来越成熟,设备都朝着高性能、微型化的方向不断迭代更新。

在设备的性能、便携性得到极大的提升的同时,也带来了狭小受限的空间内热流密度急剧上升的问题。

根据美军整体计划分析报告,约有55%的电子设备的失效,是工作温度超过允许的数值引起的,并且电子元器件的温度每升高10℃,其工作的可靠性便会降低50%左右。

因此,为了使电子元件能够在其允许的温度范围内正常工作,寻找安全、稳定、经济、可行的散热方法,就成为了目前亟需解决的重要问题。

目前,最为广泛使用的散热装置,是传统的旋转式风扇,其工作原理是通过叶片的旋转带动周围气流的运动,从而实现强化对流换热,减少电子元件聚积的热量。

故伴随着散热要求的提高,决定其换热效果的风扇转速、换热面积(即扇叶的面积)也必须随之增大。

然而随着风扇转速的提高,会导致风扇的噪音等级增大;而扇叶面积的增大,也会带来风扇体积增大的问题,这与节能减排、微型紧凑的目标背道而驰。

近年来,作为一种可行的替代方案压电风扇应运而生。

压电风扇是一种利用压电材料(如聚偏氟乙烯PVDF薄膜、石英晶体、镓酸锂、压电陶瓷等)的逆压电效应,将压电材料作为驱动器,并与弹性膜片结合固定,在接入交变电流时,压电材料迫使弹性膜片弯曲,并且通过周期性激励使其形成谐振,膜片谐振从而带动周围空气流动,进而带走多余的热量。

由于压电风扇的工作模式是基于摆动、谐振的方式,相较于传统的旋转扇叶式风扇,可以更好地在狭小的受限空间内工作。

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