液冷板的傳熱性能主要與對流傳熱係數和熱源表面溫度的均勻性有關。
液冷板的傳熱是否夠快，表面溫度是否均勻，是否有較大的局部溫差，都是判斷液冷板性能的指標。
如圖所示，市面上的水冷板內流道翅片的設計，不僅增加了水流與散熱面的接觸面積，而且增加了對流流速，從而增加了對流熱量傳遞係數，使其更有利於散熱。
透過調節水冷板內部流道的寬度，可以提高對流熱交換係數。寬度越窄，冷卻劑流速越高，自然對流熱交換係數越高。除了直接改變通道寬度外，還可以在通道中添加多層鰭片，形成更窄的微通道，增加散熱面積。
提高熱源表面溫度的均勻性可以從優化流道佈局設計開始。如圖所示，對圖1進行最佳化後，圖2的溫差下降了5%，而傳熱效率則提高了39%。因此，優化製程佈局設計可以增強傳熱，提高溫度均勻性。
散熱模擬
介紹利用ANSYS Workbench平台模擬液冷板散熱的整個過程。以下將透過不同通道結構的液冷板A、B、C、D四個版本的模擬結果來說明液冷板的最佳化設計。首先我們先來比較底板溫度雲圖：
從模型中我們可以看到A版液冷板的鰭片更寬且不連續； B版液冷板的翅片較窄且不連續； C版液冷板鰭片寬度不均勻，兩端寬中間較窄，且也是不連續的； D版液冷板寬度窄且連續。
透過將溫度雲圖與對應點溫度進行比較可以發現，第四版液冷板在IGBT板的接觸部分溫度比較均勻。雖然差異並不顯著，但鰭片寬度較寬的 A 和 C 的整體溫度仍略低於鰭片寬度較窄的 B 和 D。整體而言，C的溫度效果最好，而D的局部溫度較高，整體溫度效果最差（底板另一側和蓋板的溫度雲圖也顯示出類似的結果）。可見溫度與翅片的寬度有關。
再比較流道內的速度雲圖：
可以看出，翅片寬度較寬的通道A和C的流速一般高於翅片寬度較窄的通道B和D中的流速。可以看出，翅片越寬，水的流速越快，冷卻效果越好。
但是，也應該有一些水流的空間。由於A的流道轉角處有立柱，且翅片寬度均勻，所以整體流速比C快；
但連續翅片D在某些區域流速極低甚至停滯，而不連續翅片A、B、C則不存在這種情況。因此，根據速度雲圖可以看出，A效果較好，D效果較差。
透過速度向量截面圖觀察比較：
可以看出，除了D局部中斷外，其他三塊水冷板流道內的速度向量都非常連續且常態。因此，不連續翅片的效果優於連續翅片。
另外，還可以利用其他後處理影像來觀察其他物理量並進行分析、比較和最佳化，這裡不再贅述。綜合以上三點分析，可看出A、C相對較好，但考慮實際加工狀況及成本仍需進一步調整。
概括
本例主要利用翅片寬度和形狀的差異來優化，當然也可以改變流道的寬度和形狀等其他設計進行最佳化，自然會得到不同的結果。然而，無論設計如何，也必須考慮加工程序和成本的影響。
熱門標籤: 液冷散熱器流道優化，中國，供應商，製造商，工廠，定制，免費樣品，中國製造
