流體橫掠叉排微針肋熱沉流動和傳熱特性研究.pdf

1、隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展,先進(jìn)設(shè)備與器件的熱負(fù)荷在不斷提高,傳統(tǒng)冷卻器的設(shè)計與制作已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代技術(shù)飛速發(fā)展的要求。微加工技術(shù)的進(jìn)步,使一些基于不同傳熱機(jī)理、性能優(yōu)越的微型熱沉不斷涌現(xiàn),流體橫掠微型針肋陣列冷卻熱沉便是其中的一種。流體橫掠微針肋陣列熱沉具有的基本結(jié)構(gòu)是在微通道內(nèi)敷設(shè)針肋陣列,針肋的引入不僅能對介質(zhì)的流動起到擾動作用,而且還能很大程度地增加有效傳熱面積。由于針對微尺度下流體橫掠針肋陣列冷卻熱沉的研究尚處于起步階段,因此本

2、文以去離子水為工質(zhì),選取了不同形狀、不同高徑比的三個叉排布置針肋熱沉,對其流動和換熱特性進(jìn)行了實驗研究。 關(guān)于流動特性的研究表明：在相同的針肋密度下,較小的針肋會產(chǎn)生較大的壓力降；流量增大,針肋形狀對流動的影響增加；宏觀尺度橫掠長圓管束的關(guān)聯(lián)式并不能應(yīng)用于微尺度下；端壁效應(yīng)的存在增大了摩擦阻力系數(shù)；在雷諾數(shù)處于80-130范圍時,摩擦阻力系數(shù)隨Re數(shù)的變化關(guān)系出現(xiàn)轉(zhuǎn)變,研究此區(qū)域的流體橫掠針肋陣列特性非常必要。 關(guān)于針對

3、菱形針肋熱沉傳熱特性的研究表明：在熱流密度106W/m2的情況下,熱沉仍能保持較低的壁面溫度；冷卻液的雷諾數(shù)對熱沉換熱性能的影響非常顯著；熱沉的總熱阻隨泵功的增大而降低,隨泵功的不斷提高,熱阻的變化趨于平緩,對流換熱熱阻在總熱阻中所占比例較小。 關(guān)于不同熱沉傳熱特性的對比分析表明：菱形針肋熱沉努塞爾特數(shù)對雷諾數(shù)的依賴性要大于圓形針肋熱沉；在定流量下,菱形針肋熱沉的換熱性能要高于圓形針肋熱沉；在定泵功時,尺寸較大的圓形針肋熱沉在較