고속열차 IGBT 모듈의 효율적인 열방출 문제를 해결하기 위해 드라이아이스 미립자 분사 냉각에 적용되는 바늘형 핀 핀 방열기를 설계하였다. 서로 다른 핀 파라미터를 가진 3가지 모델을 구축하고 수치 시뮬레이션을 통해 핀의 수, 직경, 높이가 방열 효과에 미치는 영향을 연구 분석하였다. 최적의 핀 방열기는 핀 수 64개, 직경 12mm, 높이 45mm인 것으로 나타났다. 리브가 없는 방열기에 비해 열교환 기판 표면 온도는 10.57 ℃ 감소하였고, 방열기 내부 드라이아이스 승화율은 17.2 % 증가하였다. 실험을 통해 드라이아이스 미립자 냉각 유체의 관 내 유동 상태와 방열기 내부에서 드라이아이스 미립자의 와류 충돌 과정을 관찰하여 시뮬레이션 결과를 검증하였다. 드라이아이스 미립자 분사 냉각은 1.6 kW 열원을 갖는 IGBT 모듈을 약 25 ℃로 유지하여 방열 요구를 만족시키며, 드라이아이스 미립자 분사 냉각 기술의 심층 연구에 대한 지침을 제공한다.

드라이아이스 승화;방열기;상변화;IGBT 모듈