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热超材料的最新进展及其在电子封装中的未来应用
热超材料表现出自然界中不存在的热特性，但可以合理设计以提供控制热传递的独特能力。最近的进展已经证明了对传导热传递的成功操纵，并导致了新型导热结构，如热斗篷、聚光器等。这些进展意味着在复杂系统中引导热传递的新机会和与电子热管理相关的新封装方法。这些方面很重要，因为电子封装朝着更高功率、更高密度和 2.5D/3D 集成的方向发展，这使得热管理更具挑战性。虽然基于大导热率材料以及热管和热交换器的传统冷却解决方案可以以均匀的方式将热量从热源散发到热源，但热超材料可以帮助以确定性的方式散热，避免热串扰和局部热点。本文回顾了与电子封装可能相关的热超材料的最新进展。本文在概述最新和关键的 2.5D/3D 集成封装挑战的同时，还讨论了热超材料对未来电子封装热管理的影响。热超材料可以为非平凡的热管理挑战提供解决方案。未来的研究将需要接受在高性能异质封装中实施热超材料设计的新挑战，以继续推进电子封装的最新技术。[DOI：10.1115/1.4047414]
基于热电冷却器（TEC）用于空间应用的热控制系统：数值研究
本研究设计并数值研究了一个新的热控制系统，用于用于航天器系统光学有效载荷的检测器。系统使用热电冷却器（TEC）作为维护冷手指在所需的设定点保持探测器温度的活性元件，使其在整个操作过程中保持在所需的范围内。该系统没有使用任何热管网络，而是使用附着在TEC热侧的辐射器将热负载耗散到环境空间环境中。使用有效属性的系统级建模用于对TEC的性能进行建模，而无需对任何内部复杂的几何形状进行建模。与温度相关的电流轮廓用作TEC的输入条件，因此TEC仅消耗所需的外部功率。研究了散热器的TEC设定点和几何参数的效果，并观察到，通过使用较大的设定点或具有较大尺寸的散热器，获得了功耗或提高性能系数的大幅度降低。该系统将进一步研究不同的热载荷和占空比（在100分钟的轨道周期内高达50％），以评估其在不同操作条件下的功效。还研究了该系统的连续操作周期，可以观察到，连续循环之间的循环误差最终将其变为零至零，因此表明在整个系统的整个生命中，都满足了连续的循环的温度控制要求。
锂离子电池混合热管理的评论...
Sheena S. S. S. S. S. S. S. S. S. S. S. Sheena S. S.工程政府理工学院，Kalamassery，683104，Ernakulam，喀拉拉邦摘要：由于与常规化石燃料汽车及其增加的能源需求相关的环境问题，电动汽车的使用引起了人们的关注。电池在充电和放电时产生的热量以及高操作温度会对电池的寿命产生不利影响，并导致热失控。电池热管理系统（BTM）从根本上需要确保电池安全运行并延长其寿命。已经开发了许多BTMS种类，包括使用空气冷却，液体冷却，基于PCM的冷却，热管，热电冷却等的BTMS类型。混合BTM（HBTMS）的开发结合了现在使用的主动和被动系统，这是由于每种类型都具有不同优势和限制的事实提示。当前的研究检查了几种混合BTMS配置，并将它们与现有BTMS进行了比较。研究集中在高排放率环境下采用HBTM的优势。它对具有液体冷却的PCM和PCMS中的性能影响参数的影响提供了批判性分析，以及将来开发HBTMS的此类研究范围。索引条款 - 电动汽车，锂离子电池，热管理。
冷却技术的进步，以提高太阳能光伏面板的效率：详细的综合审查和创新分类
太阳能光伏（PV）细胞已成为生产绿色电力的主要技术。这项创新利用了直射的阳光来产生动力，其安装灵活性已在PV面板上进行了大量投资。尽管有许多好处，但这些细胞因细胞温度升高而导致的效率下降而阻碍。因此，研究人员对旨在使用多种技术增强光伏细胞性能的可能解决方案进行了广泛的研究。本评论论文对光伏面板的冷却技术进行了彻底的分析。它涵盖了被动和主动冷却方法，包括水和空气冷却，相变材料以及各种不同的方法。在每个类别中，它都深入研究详细的子类别，例如蒸发冷却，浸入水，浮动系统，水管，冷却通道，喷水机，喷射撞击，地热冷却以及通过PV设计增强的自然对流。它还使用冷却管，散热器和空气收集器覆盖强制对流，以及相变材料（PCM），纳米流体，辐射冷却，热电方法，热管，热泵，热泵和其他创新技术的整合。用特定的示意图说明了每种方法，并进行了彻底讨论和比较。此外，本文介绍了适用于光伏面板的这些冷却方法的原始分类系统，为未来的研究提供了宝贵的指导，并洞悉提高效率。关键字：综合；比较;审查;光伏面板；冷却技术。
• 研究主任：Carolina Costa Pereira 博士（电子邮箱：c.costapereira@napier.ac.uk） • 第二任导师：Nazmi Sellami 博士 学科组：工程学
转化为电能，而很大一部分则被反射或通过热化而损失。这些废热限制了光伏系统的效率和寿命。因此，需要进一步努力来提高其寿命和效率，降低成本和能源浪费。光伏/热能混合 (PV/T) 技术可以通过有效控制光伏电池温度和提供可再生热电联产 (CHP) 将整体效率提高 80% 以上。最近的研究表明，将相变材料 (PCM) 作为被动冷却或储热介质集成到 PV/T 系统中可以提高系统性能。然而，有必要开发 PCM 中的热响应和传热以及它们与 PV/T 系统的最佳集成。该项目旨在设计和开发原型 PV/T 系统，将具有增强光热性能的复合 PCM 集成为储热和被动冷却。该项目将涉及能源材料研究，以使用碳基和金属氧化物基添加剂提高 PCM 的光热转换效率。将评估 PV/T 系统的不同配置概念，例如空气、流体和热管，以提出一种新的概念高性能 PV/T 系统。这种高性能 PV/T 将促进太阳能的更广泛利用，支持实现“净零”目标，实现供暖脱碳。该项目的创新潜力可以直接促进两个可持续发展目标：气候行动和可负担的清洁能源，并且拟议项目符合负责任创新的原则，以合乎道德和负责任的方式对社会产生积极影响。参考文献：
用氢的设备和设备性能 -
将氢混合到天然气中，作为缓解与使用化石燃料有关的环境问题的一种手段，提出了一个由氢气和天然气混合物加油时设计用于天然气的设备性能的问题。这项研究研究了由甲烷作为天然气代理燃料的空间和水加热设备的性能，以及含有多达15％氢的甲烷/氢混合物的性能。使用适用的CSA/ANSI Z 21系列标准，使用三种气体混合物（纯甲烷，5％氢/甲烷混合物和15％氢/甲烷混合混合物）测试了设备的输入速率，点火和燃烧器的工作特性，燃烧产物特性和气体泄漏。气体成分对炉子的影响还测试了温度升高和加热管温度。还评估了露水的露点温度和酸度。总体而言，电器没有出现重大可操作的问题和一致的热量输出降低和CO 2排放，并随着甲烷/氢混合物中的氢含量增加。因此，要满足相同的热量需求，电器将需要在更长的时间内运行，从而导致额外的二氧化碳排放。然而，与天然气相比，使用混合物的使用，相同热量输出的总体CO 2排放量仍会降低。一氧化碳和氧化氮的测量值在可接受的范围内，无论使用的燃料类型如何。对于其他测得的特性没有观察到一致的趋势，表明高达15％的氢混合物不会显着影响这些参数。对本文所检查的含有5％和15％氢的气体混合物的未来测试以及较高的氢量应该融合天然气以确定更具代表性的结果。
标准玻璃衬里技术有限公司-Chittorgarh.net
2018年12月27日业务描述：标准玻璃衬里技术是印度制药和化学领域的专业工程设备制造商，整个价值链中具有室内功能。其产品组合包括分类为（i）反应系统，（ii）存储，分离和干燥系统的核心工程设备，以及（iii）工厂，工程和服务（包括其他辅助部件）。•SGLTL是印度为数不多的公司之一，在药品和化学领域使用的专业工程设备中提供端到端的定制解决方案。该公司在80亿平方英尺的8个制造设施中运营。在海得拉巴（Hyderabad），具有生产反应堆，接收器和储罐的能力，尺寸从30升到40,000升。•该公司的综合产品组合由制药和化学工业的65多种产品和产品组成，还开发了15种产品。•公司可以使用在食品，制药和化学品中施加1至60毫米厚度的合金制造工艺设备。•该公司正在进一步寻求扩大容量，并进入150毫米厚度，该细分市场将为油气，可食用的油和重型工程等领域提供门户等。•该公司已与HHV Pumps Private Limited（“ HHV”）签订了一项协议，以提供真空泵的供应以及专用标签安排。各种业务收入如下：该公司还与日本的Asahi Glassplant Inc.和Gl Hakko Co. Ltd（“ GL Hakko”）为印度提供了供应和购买安排，用于在其玻璃衬里部门购买指定等级的玻璃等级。•该公司还与GL Hakko进行了独家合作，用于专门购买由Gl Hakko制造的玻璃衬里管，该公司将以印度和国外的GL Hakko的名义生产和出售壳牌和热管交换机。
飞机热管理：实践、技术、系统……
无论是军用飞机还是民用飞机，提供足够的热管理都变得越来越具有挑战性。这是由于机载热负荷的量级显著增加，也是由于其性质的变化，例如存在更多低品位、高热通量热源，以及一些废热无法作为发动机废气的一部分排出。复合材料使用的增加提出了另一个需要解决的问题，因为这些材料在将废热从飞机转移到周围大气方面不如金属材料有效。这些热管理挑战非常严峻，以至于它们正在成为提高飞机性能和效率的主要障碍之一。在这篇评论中，我们将阐述这些挑战，以及文献中可能的解决方案和机会。在介绍来自周围环境的相关因素后，对挑战和机遇的讨论将通过对热管理系统中涉及的元素进行简单分类来指导。这些元素包括热源、热获取机制、热传输系统、向散热器的散热以及能量转换和存储。热源包括来自推进系统和机身系统的热源。热获取机制是从热源获取热能的手段。热传输系统包括冷却回路和热力学循环，以及相关组件和流体，它们将热量从热源移动到散热器，可能经过很长的距离。终端飞机散热器包括大气、燃料和飞机结构。除了讨论热管理系统的这些不同元素外，还详细讨论了飞机热管理研究中几个特别优先的主题。这些主题包括电力推进飞机、超高涵道比齿轮传动涡扇发动机和高功率机载军用系统的热管理；环境控制系统；动力和热管理系统；超音速运输机的热管理；以及热管理的新型建模和仿真过程和工具。
激光冷却对低轨道观测卫星的影响：尺寸、重量和功率分析
固体激光冷却是一项突破性技术，能够以微型方式将温度无振动冷却至 100 K。它似乎是一种很有前途的技术，可以提高未来观测卫星的性能，例如在 SWIR 和 NIR 领域。本文首次研究了在观测卫星上集成激光冷却器。我们的研究侧重于卫星有效载荷和平台级别的尺寸、重量和功率 (SWaP) 标准。其目标是评估在低地球轨道 (LEO) 红外观测任务中使用光学低温冷却器而不是机械低温冷却器的兴趣。提出了一种初步的空间激光冷却器 (LC) 架构。它由两部分组成。第一部分是冷却头，基于最先进的冷却晶体 10%Yb:YLF 和像散多通腔。第二部分是低温冷却器光电子学，基于耦合到冷却头的冗余激光二极管和光纤。考虑到红外探测器的热负荷和低温恒温器内的寄生热通量，估算了小焦平面的冷却功率。然后考虑到晶体效率、热链接损耗和光电效率，估算激光冷却器所需的光功率和电功率。假设一个为期 5 年的 LEO 微卫星任务，则对电力系统（PCDU、太阳能电池阵列、电池）和热控制系统（热管、散热器）进行尺寸计算。增加了额外的质量裕度以考虑机械支撑结构。最后，分别将有效载荷和平台的质量和体积相加，以获得卫星级别的 SWaP 平衡，代表激光冷却器的整体影响。在相同的任务和平台假设下，对微型脉冲管冷却器 (MPTC) 架构重复了该研究。最后，对这两种架构进行了比较。结果表明，即使激光冷却器的功率要求很高，质量和内部体积的减小也使得小型卫星有效载荷成为可能。
克努森数对非线性声谱的影响...
我们对气体稀薄对共振平面非线性声波能量动力学的影响进行了数值研究。问题设置是一个充满气体的绝热管，一端由以管的基本共振频率振动的活塞激发，另一端封闭；非线性波逐渐陡化，直到达到极限环，在足够高的密度下形成激波。克努森数（这里定义为特征分子碰撞时间尺度与共振周期之比）通过改变气体的基准密度在 Kn = 10 − 1 − 10 − 5 范围内变化，从稀薄状态到密集状态。工作流体为氩气。用 Bhatnagar-Gross-Krook (BGK) 模型封闭的玻尔兹曼方程的数值解用于模拟 Kn ≥ 0.01 的情况。对于 Kn < 0 . 01 ，使用完全可压缩的一维 Navier-Stokes 方程和自适应网格细化 (AMR) 来解析共振弱冲击波，波马赫数高达 1.01 。非线性波陡化和冲击波形成与波数-频率域中声能的频谱展宽有关；后者是根据 Gupta 和 Scalo 在 Phys. Rev. E 98, 033117 (2018) 中得出的二阶非线性声学的精确能量推论定义的，代表系统的 Lyapunov 函数。在极限环处，声能谱表现出惯性范围内斜率为 −2 的平衡能量级联，同一作者在自由衰减的非线性声波中也观察到了这种现象。在本系统中，能量在低波数/频率时通过活塞从外部引入，在高波数/频率时由热粘性耗散平衡，导致系统基准温度升高。热粘性耗散率在基于最大速度振幅的固定雷诺数下按 Kn 2 缩放，即随流动稀疏程度而增加；一致地，极限环处陡峭波的最小长度尺度（对应于冲击波（存在时）的厚度）也随 Kn 而增加。对于给定的固定活塞速度振幅，光谱能量级联的惯性范围的带宽随克努森数的增加而减小，导致系统的共振响应降低。通过利用柯尔莫哥洛夫流体动力学湍流理论中的无量纲缩放定律，结果表明，基于域内最大声速幅，可以预期声学雷诺数 Re U max > 100 的谱能量传递惯性范围。