Współczynnik przejmowania ciepła w mikrostrukturach chłodzących

• Autorzy: Langer M. , Lisik Z. , Raj E.

Warianty tytułu

EN

Forced cooling systems for electronic microstructures

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł poświęcony jest metodom obliczania współczynnika przejmowania ciepła, czyli podstawowego parametru wykorzystywanego do oceny efektywności systemów chłodzących układów elektronicznych. Zawiera przegląd podejść standardowych prezentowanych w literaturze oraz implementowanych w komercyjnych programach symulacyjnych dotyczących zagadnień przepływu ciepła i masy (np.: ANSYS), jak również wprowadza nową metodę obliczania współczynnika alfa opracowaną przez autorów. Praca zawiera porównanie wyników otrzymanych przy pomocy wszystkich przedstawionych podejść mikro- i makroskali.

EN

The paper presents detailed analysis of methods of heat transfer coefficient calculations. The authors compare the difference in definition and application in case of two distinct standard approaches that are widely used in nowadays science, and a new micro- approach. The numerical results obtained with the aid of these methods are introduced and compared. In consequence, there is drawn a conclusion that existing standard methods are not suitable for analysis of heat transfer in microchannels. They give only a global picture of the whole process and they do not have a local character. On the other hand, the new micro-approach appears not to have these drawbacks. The authors explain, why new method for estimation of micro alpha coefficient is so good for analysis of water-cooling in flat channels of small dimensions. The theoretical discussion is supported by simulations and calculations that were led with the aid of ANSYS software.

Słowa kluczowe

PL

mikrokanały; współczynnik alfa; współczynnik przejmowania ciepła; przepływ ciepła

• Wydawca: Politechnika Łódzka, Instytut Elektroniki
• Czasopismo: Elektronika : prace naukowe
• Rocznik: 2005
• Tom: nr 10
• Strony: 35--48
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz.

Twórcy

autor

Langer M.

• Institute of Electronics, Technical University of Łódź, 223 Wólczańska, 90-924 Łódź tel. [phone]

autor

Lisik Z.

• Institute of Electronics, Technical University of Łódź, 223 Wólczańska, 90-924 Łódź tel. [phone]

autor

Raj E.

• Institute of Electronics, Technical University of Łódź, 223 Wólczańska, 90-924 Łódź tel. [phone]

Bibliografia

• [1] S.J. Kim, S. W, Lee, Air Cooling technology for Electronic Equipment, CRS Press, 1996
• [2] S. Kakac, H. Yucu, K. Hijikata, Cooling of Electronics System, NATO ASI Series: Applied Sciences, vol.258, Kluwer Academic Publishers, 1994
• [3] A.E. Bergles, R.C. Chu, J.H. Seely, Survey of Heat Transfer Techniques Applied in Electronics Equipment, ASME Publication, 72-WA/HT-39, 1972
• [4] T. Pelc, J. Boczyński, Odprowadzanie ciepłą z przyrządów półprzewodnikowych, WKŁ, Warszawa, 1986
• [5] C. Capriz, Trends in Cooling Technologies for Power Electronics, Power Electronics, nr 1/2,1999, pp. 22-24
• [6] B. Więcek, Odprowadzanie Ciepła w Układach Elektronicznych ze Szczególnym Uwzględnieniem Konwekcji Naturalnej i Promieniowania, Zeszyty Naukowe PŁ, No 820, 1999.
• [7] S. Haque i inni, Thermal Management of High-Power Electronics Modules Packaged with Interconnected Parallel Plates, SEMI-THERM, March 10-12, 1998, San Diego, USA, p. 111 - 119
• [8] M. Barth, Liquid Cooling in High Power Applications, Power Electronics, nr 1/2, 1999, pp. 20-21
• [9] S. Bontemps, D. Grafham, P. Sable, High Speed Power Modules with Integral Liquid Cooling, EPK 97 -Trondheim 1997, pp. 1200-1203
• [10] D.B. Tuckerman, R.F.W. Pease, High Performace Heat Sinking for VLSI, IEEE Electron Devices Lett., vol.EDL-2, 1981, pp.126-129
• [11] J. Pfahler i inni, Liquid Transport in Micron and Submicron Channels, Journal of Sensors Actuators, vol. 21, 1990, pp. 431-434
• [12] X.F. Peng, G.P. Peterson i B.X. Wang, Heat Transfer Characteristics of Water Flowing Through Microchannels, Experimental Heat Transfer, vol. 7, 1994, p.265-283
• [13] X.F. Peng, G.P. Peterson, Convective Heat Transfer and Flow Friction for Water in MicroChannel Structures, International Journal of Heat and Mass Transfer, vol. 39, nr 12, 1996, pp.2599-2608
• [14] C. Mertens, T. Steiner, R. Sittig, Micro Heat Sinks for New IGBT Module Concepts, Thermic'2000, 3-5.X.2000, Zakopane, pp. 62-67
• [15] E. Raj, M. Langer, Z. Lisik, Numerical Studies for Jet Liquid Cooling in Electronics, Thermic'2000, 3-5.X.2000, Zakopane, pp. 68-72
• [16] M. Langer, Z. Lisik, E. Raj, New Method for Estimation of Micro-Alpha Coefficient, NEET'2001, 14-17.02.2001, Kazimierz Dolny, str.38-42
• [17] Water cooled DBC-Substrate, oferta firmy Curamik Electronics
• [18] Mikrostruktury chłodzące dla modułów mocy chłodzonych wodą, projekt badawczy wpisany do protokołu wykonawczego umowy między Rządem Polskim a Rządem RFN, 1999-2001
• [19] ANSYS 5.6, User's Manual, SAS IP Inc.
• [20] F.P. Incropera, D.P. DeWitt, Fundamentals of Heat and Mass Transfer, 3rd ed., Wiley-Interscience, New York, 1990
• [21] E. Raj, Mikrokanałowe chłodzenie cieczowe w zintegrowanych systemach elektronicznych, rozprawa doktorska, Politechnika Łódzka, 2004