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Thermal analyses of a PCM thermal control unit for portable electronic devices: Experimental and numerical studies.

机译：便携式电子设备PCM热控制单元的热分析：实验和数值研究。

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摘要

This Ph.D. research investigates the effectiveness of a Thermal Control Unit (TCU) for portable electronic devices. The TCU objective is to improve device thermal management, and it is composed of an organic Phase Change Material (PCM) and a Thermal Conductivity Enhancer (TCE). The TCU can provide a reliable solution to portable electronic devices, which avoids over heating and thermally induced fatigue, as well as a solution that satisfies the ergonomic requirement. The research examines the effectiveness of the TCU and optimizes its performance by performing experimental and numerical analyses. The thermal conductivity of the PCM is very low which make it ineffective. Therefore, TCE is incorporated into the PCM to boost its conductivity, and this research attempts to optimize the TCE effectiveness by performing numerical simulations. The TCE size and geometry effects on the TCU performance will be addressed, as well as the effect of the heat source power. The TCU structure is complex and modeling an electronic device with it requires effort and time. Hence, this research proposes approximate solutions for the TCU. The TCU component properties will be averaged and a single TCU material will be considered. This technique is evaluated by comparing the numerical results with the experimental results. The numerical model is used to study the effect of some important parameters that are expensive to examine them experimentally, such as the coefficient of heat transfer and the latent heat.
机译：本博士研究调查了便携式电子设备的热控制单元（TCU）的有效性。 TCU的目标是改善器件的热管理，它由有机相变材料（PCM）和导热系数增强剂（TCE）组成。 TCU可以为便携式电子设备提供可靠的解决方案，避免过热和热引起的疲劳，以及满足人体工程学要求的解决方案。该研究检查了TCU的有效性，并通过进行实验和数值分析来优化其性能。 PCM的导热率很低，因此无效。因此，将TCE结合到PCM中以提高其导电性，并且本研究试图通过执行数值模拟来优化TCE的有效性。 TCE大小和几何形状对TCU性能的影响以及热源功率的影响都将得到解决。 TCU的结构很复杂，使用它对电子设备进行建模需要花费很多精力和时间。因此，本研究提出了TCU的近似解决方案。将平均TCU组件的性能，并考虑使用一种TCU材料。通过将数值结果与实验结果进行比较来评估该技术。数值模型用于研究某些重要参数的影响，而这些参数对于通过实验进行检验非常昂贵，例如传热系数和潜热。

著录项

  • 作者

    Alawadhi, Esam M.;

  • 作者单位

    Carnegie Mellon University.;

  • 授予单位 Carnegie Mellon University.;
  • 学科 Engineering Mechanical.
  • 学位 Ph.D.
  • 年度 2001
  • 页码 158 p.
  • 总页数 158
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类 机械、仪表工业;
  • 关键词

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