細通道單相流動和傳熱特性的研究.pdf

1、微槽道式散熱器以其良好的散熱性能已被廣泛的應用于微電子元件的散熱過程，本文以微電子元件散熱為背景，采用CFD數(shù)值模擬方法，采用變物性和流固共軛傳熱求解技術，對細通道的流動及換熱進行了研究。 本文主要通過實驗和數(shù)值模擬手段，研究了矩形細通道的長徑比、當量直徑、高寬比及孔隙率對其流動傳熱的影響規(guī)律。結果表明，為了消除入口段的影響，細通道的計算模型應滿足長徑比≥70；隨著當量直徑的減小，光滑矩形細通道的阻力系數(shù)增大，傳熱性能不斷增強且

2、當量直徑的變化對層流向紊流的轉變不起作用；隨著高寬比的增大，細矩形通道的轉捩雷諾數(shù)隨之增大但小于2300，同時阻力和傳熱性能也隨之增強；隨著孔隙率的增加，細矩形通道的阻力特性不變，傳熱性能增強。 以三角形和矩形為粗糙元，通過采用CFD數(shù)值模擬，研究了粗糙元的形狀、高度、排列方式、間距對二維平板細通道流動和傳熱的影響規(guī)律。粗糙元高度對平板細通道充分發(fā)展流動入口段長度有著重要的影響；粗糙元的形狀及不同粗糙元組合及排列方式對平板細通道

3、的流動和傳熱有著重要影響，且三角形粗糙元的阻力比矩形粗糙元要大，傳熱性能三角形粗糙元比矩形粗糙元要好；隨著速度的增加，平板細通道的傳熱將逐漸增強，但其熱充分發(fā)展段的入口段長度將逐漸變小，平板細通道的阻力逐漸增大，層流向紊流轉變的轉捩雷諾數(shù)提前，且相對粗糙度為1％時已經偏離常規(guī)的理論值，同時其傳熱特性將逐漸增強；隨著粗糙元高寬比的增加可明顯增加通道的阻力并增強傳熱；隨著粗糙元間距的增大，平行平板細通道的阻力和傳熱性能逐漸下降。 通