新型散热器

日期:2013年4月25日 09:17

甘肃快三开奖结果今天开奖结果查询 www.siutb.tw     我们自行设计的微光像增强器系统正中间是必须通光的,而半导体制冷片也是环形的,因此考虑散热片设计为如所示的梭型:散热片结构示意图为加工方便,所有的曲线均是规则的圆弧,中间的孔为通光的路径,两边放置散热风扇。除了焦耳热,由于半导体材料两端存在温差,从热电对的热端还会传递一部分热量至冷端:Qk=k(Th-Tc)式中k为热电元件的总导热系数。因此,电偶对的制冷量应为帕尔贴效应吸收的热量减去一半的焦耳热,再减去冷热端之间的传导热,即:由上式,假设相对焦耳热冷端吸热量较少,为做近似,将其忽略,则温差可由式表示:同理,电偶对的热端发热量为:所以热端发热量与冷端吸热量之间正好相差焦耳热I2R.当冷端吸热较小或制冷片工作电压较大时,可近似认为:Q=I2R(另外,加在半导体制冷片两端的电压不完全消耗在制冷片电阻的降压上,其中有一小部分用于抵消温差电动势,由下式表示:仿真模型本文中采用COMSOL作为仿真工具,首先,建立模型。我们加上散热片外端的圆柱型腔体壳,其两侧各有一个30×30mm的方形孔,用于放置散热风扇,最外层是一个边长为40cm的正方体空间,其间充满了标准大气压的空气。由于引入了散热风扇,在x方向上引入了一定速度的空气流动以接近实际效果。

    散热结构的设计半导体制冷片冷端对像增强器阴极制冷,同时热端会放出大量的热。如果热量无法顺利散出,就会导致半导体制冷片两端的温度同时上升,从而降低降噪的能力。在本文中,将采用散热片加风冷的方式对半导体制冷片的热端进行散热。

    随着半导体制冷片工作电压的增加而增加,但是增加的速度逐渐减??;另外,可以看出,当电流I增加的时候,热端散热量Q是成2次方增长趋势的。结合以上两点,在制冷片工作电压较小时,热端温度上升得较慢,而温差变化却显得很快,所以冷端的温度也就呈下降趋势;当制冷片工作电压较大的时候,焦耳热变得很明显,热端温度上升得也越来越快,温差也因为电流的变大而逐渐减小增加的速度,甚至有可能开始减小,这个时候,冷端的温度又逐渐又开始回升。

    对于一块特定的散热片,存在一个最大的散热功率,当超过这一功率的时候,热量便越积越多,温度也持续上升。当半导体制冷片两端电压加至7V的时候,此时温度回升的速度明显超过了两端电压取5V和6V时候的温度回升速度。当加热至30min的时候,此时的温度已经基本和同期半导体制冷片电压为6V时的冷端温度持平。此后也是持缓慢增长趋势。而当电压取8V时,温度升高的速度更加明显。

   实验结果及分析。在实际实验中,对半导体制冷片施加不同的电压,采用每隔一分钟测量一个数据点,测量30分钟的方法测量光阴极(半导体制冷片冷端)温度的变化情况,制冷片冷端温度与电压的关系给半导体制冷片加上某一电压时,其冷端温度会迅速下降,继而慢慢回升;另外,能达到的最低温度也是逐渐下降的。但是散热片散热是一个过程,所以在半导体制冷片工作时,其热端必然存在热量的积聚,使得冷端温度达到一个最低点后会有一定程度的反弹,随着散热片和周围温度达到一个热交换平衡时,冷端的温度才会趋于稳定。对于半导体制冷片两端电压为5V和6V的时候,就是这种情况,当散热时间超过20min,冷端的温度变化很小或者说已经基本不变了。

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