Pour résoudre le problème du refroidissement efficace des modules IGBT des trains à grande vitesse, un dissipateur thermique à ailettes aiguillées utilisant un refroidissement par projection de micro-particules de glace sèche a été conçu. Trois modèles avec différents paramètres d’ailettes ont été établis. Une simulation numérique a analysé l’impact du nombre, du diamètre et de la hauteur des ailettes sur l’efficacité du refroidissement. Le dissipateur optimal comporte 64 ailettes, avec un diamètre de 12 mm et une hauteur de 45 mm. Comparé à un dissipateur sans ailettes, la température de surface du substrat d’échange thermique a diminué de 10,57 ℃ et le taux de sublimation de la glace sèche à l’intérieur a augmenté de 17,2 %. L’écoulement du fluide de refroidissement à micro-particules de glace sèche dans le tube ainsi que les perturbations et collisions des particules à l’intérieur du dissipateur ont été observés expérimentalement, confirmant les résultats de la simulation. Le refroidissement par projection de micro-particules de glace sèche maintient le module IGBT de puissance 1,6 kW à environ 25 ℃, satisfaisant ainsi ses besoins en dissipation thermique et guidant les recherches approfondies sur cette technologie.

sublimation de glace sèche;dissipateur thermique;changement de phase;module IGBT