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机械工程师
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水冷散热设计
刘卫刚,赵冬竹,韩蝉2,星
(1.陕西黄河集团有限公司,西安7100432.西安建筑科技大学华清学院,西安710043)
摘要;文中针对某有源相控阵天线中T/R组件和电源组件散热条件差的特点,采用CAD软件建立散热模型,运用 FLOEFD
热设计软件对这些器件进行了水冷散热分析,分析结果满足了设计要求。这大入缩短了设计周期,降低了研制成本。
关键词:水冷散热;热设计;冷板
中图分类号:TN82:TN830.5
文献标志码:B
文章编号:1002-2333(2017)02-0063-02
Water Cooling Design
LIU Weigang, ZHAO Dongzhu HAN Chan LEI Xing
(1. Shaanxi Iiuanghe Group Co T., Xi an 710043, China: 2. Xi'an University of Architcctrc and Technology Huaqing Colleg, Xi an 710043,
h
Abstract: According to the poor heat dissipation condition of T/R module and power in active phased array antenna, CAD
oftware is used to establish thermal model, FLOEFD software is used in water-cooling thermal analysis of those
components. The design requirement is realized. This has shortened the design cycle greatly and reduced enormously
developing cost
Key Words: waler cooling; thermal design; cold-plate
引言
48个,总微波脉冲输出功率2880W,效率为17%,发射占
在有源相控阵天线中安装有大量的密集度很高的组空比25%;T/R组件最大允许工作温度75℃:;环境温
件,由于效率低,组件工作会产生大量的热损耗,这将使度-40~+50℃
组件自身的温度急剧上升,过高的温度会影响组件的T.2.2耗散功率
作性能和使用寿命,严重时可能对组件造成损毁,因此,
单个'IR组件的热功率为:60÷17%x83%×25%=73
热设计在有源相控阵天线中是一个非常重要的问题。(W);总的TR组件热功率为:P=48x733500(W);电源
前常用的散热冷却方式有风冷和液冷。风冷的优点是组件的总热功率约为700W。
设计简单,但冷却能力弱,对于发热量大的器件难以达到2.3水冷计算
要求。液冷系统体的换热介质比热大,能快速达到散热目
流量公式为
的。因此,在结构尺寸允许的情况下,液冷将是当前高功
Q=P(Cpp'△r)。
卒组件的优选冷却方式。本文主要介绍运用 FLOEED软件式中:P为总的耗敗功率;C为水的比热;p为水的密度;△
对天线中TR组件和电源组件进行水冷散热设计。
为进出口的温度差,℃。
1热设计模型
运用CAD软件建立散热分析的三维模型,该散热模
设P,Q1,D分别为T/R组件其中一块冷板上的散热功
型主要由三块水冷冷板、进水管、出水管组成。其中有两率、冷板中液体的体积流量和进出水口管径;设P,Q2,D2,
块冷板用于TR组件散燃,一块冷板用于电源组件散热,D+道分别为电源组件冷板上的散热功率、冷板巾液体的
结构见图1。冷却水从进水口流入主管道分三路分别流入体积流量、进出水口管径、进出水主管道管径;由流量公
三块冷板,再通过出水口主管道流出。
式(1)可得
TR组合冷板
散热设计
Q2=P/(Cpp△)=1L75kJA:H42kJ(kg"℃x1000kgm×x3U?
主管道
由于TR组件的散热
138×x10m/s,
(2)
电源组合冷一1道功率和电源组件的散热
功率不同,因此用于TRQ=P/(Cp"△ル07I442kIkg-)-100g3T
IR组合冷板
组件散热的冷板和用于
电源组件散热的冷板结=06x10-ms,Q=2Q+Q=336xl0~n/AD2=118V=12
构不相同,本文设计的
图1冷板水路系统结构
确定出水色:m21j9-smnD-11V-I8um
主要目的是通过仿真分
冷板水道截面尺寸,流量等,从而使散热器件表面温度不
超过许用值的情况下达到良好的一致性。
取1.4m/,c取1.3m/s
2.技术要求
3水冷仿真分析
单个TR组件的徴波脉冲输出功率60W,TR组件共
单个冷板截面为双路S形结构。冷板的双侧固定TR
网址:MWW.XgcsCon电邮:hrbengineere@163.com2017年第2期63
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