强化辐射 换热微结构设计与优化

强化辐射

换热微结构设计与优化　

　　便携式和手持电子设备随着性能的不断提升，需要提高设备散热能力。很多手机和平板类产品由于轻薄和重量限制，并没有加装风扇和换热的空间，另外加装风扇也会降低系统可靠性，因为小尺寸超薄风扇轴承可靠性一直是需要解决的问题。　

　　这类设备一般通过自然对流和辐射进行换热，自然对流换热和辐射换热一般在同一个数量级上。　强化对流换热的手段在这种设备尺度上作用非常有限，　辐射换热强化目前通用技术是通过表面黑度提高，对于喷漆和阳极氧化而言表面黑度在0.8-0.9之间，其进一步提升的空间已经非常有限了。　

　　本文通过给出一种基于辐射换热理论和模拟分析的辐射换热强化方法，生成了常规制造技术可加工微结构，并进行了模拟分析校核。在同样热源、边界条件和材料属性情况下，设备表面升温下降２０％以上。　

　　基线设计（无辐射换热强化微结构）表面温度分布，最高温度为45.8摄氏度。　辐射换热除了提高表面黑度之外，一个强化的方法是增大表面积和角系数，因为在设计微结构时候要同时考虑着两个因素，设计具有一定扩大表面积并不影响角系数，或同时增大表面积和角系数的微结构。

　　为了降低加工难度，并提高手感，对曲面进行反转，设计凹陷型微结构。