核级DCS机箱设备散热性能研究及影响因素分析

作     者：李华桥 田文喜 陈伟 李发强 王东伟 LI Huaqiao;TIAN Wenxi;CHEN Wei;LI Faqiang;WANG Dongwei

作者机构：西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213 

基　　金：国家自然科学基金项目(52105220) 四川省自然科学基金项目(2022NSFSC1950) 

出 版 物：《重庆理工大学学报（自然科学）》 (Journal of Chongqing University of Technology：Natural Science)

年 卷 期：2023年第37卷第5期

页      码：273-282页

摘      要：为研究核安全级DCS机箱的散热性能和影响因素,建立起某核级DCS机箱的有限元模型,进行热学仿真分析。研究结果表明,稳定阶段U1芯片的最高温度为90℃,与实际采集温度87.9℃基本一致,所建立的有限元模型有效可靠。机箱表面温度受内部安装功能模块的影响,功能模块热功耗越高,其表面温度越大。在同一功能模块位置,机箱顶部的表面温度高于底部的表面温度。机箱在自然对流状态下,空气以“下进上出”的方式流动,且机箱顶部的空气流速大于底部的空气流速。进一步地,通过改变取热方式、通风率、进风方式、风量等因素研究对机箱散热性能的影响,结果表明:通过芯片-导热垫-翅片式壳体-机箱的取热方式散热效果最优,相比于自然散热,关键器件的表面温度降低了55.4℃。通风率与机箱散热性能呈现出正相关的关系,当机箱的通风率逐步上升时,器件温度呈现出近似线性下降的关系。当风扇安装于机箱上方进行吸风时,关键器件温度为59.8℃。相比之下,当风扇安装于机箱下方送风时,关键器件温度为63℃,故风扇安装于机箱上方为较优的选择。机箱的散热性能受风扇送风量的影响,风扇风量越大,机箱的散热性能越好。

主 题 词：核安全级DCS 机箱 散热性能 影响因素 

学科分类：080904[080904] 080701[080701] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1674-8425(z).2023.05.032

馆 藏 号：203122271...