外文資料翻譯（中文）--各種冷卻通道層流換熱性能設(shè)計(jì)的數(shù)值研究

1、<p><b>　　中文6600字</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯</p><p>　　系 ： (能源與動(dòng)力工程) </p><p>　　專 業(yè)： 熱能與動(dòng)力工程 </p><p>　　姓

2、 名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： 0802050508 </p><p>　　外文出處： Applied Thermal Engineering 31 </p><p>　　(

3、2011)1293-1304 </p><p>　　附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。 </p><p>　　附件1：外文資料翻譯譯文</p><p>　　各種冷卻通道層流換熱性能設(shè)計(jì)的數(shù)值研究</p><p>　　作者 Jundika C. Kurnia a,

4、 Agus P. Sasmito a,b,*, Arun S. Mujumdar a,b</p><p><b>　　1介紹</b></p><p>　　本文研究涉及了各種冷卻劑通道傳熱性能的設(shè)計(jì)，例如平行通道，蛇形通道，波浪形通道，螺旋狀通道和新型混合通道。冷卻劑通道在設(shè)計(jì)完之后放在一個(gè)電子芯片上面，電子芯片的熱耗是不斷變化的。一個(gè)方形截面通道的層流牛頓體用一個(gè)三維

5、計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)來(lái)研究，調(diào)查了5個(gè)通道的雷諾數(shù)來(lái)定量雷諾數(shù)對(duì)冷卻劑通道性能設(shè)計(jì)的影響，對(duì)每個(gè)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)和局限性在數(shù)值結(jié)果上進(jìn)行了討論。數(shù)字的優(yōu)點(diǎn)，即單位泵功率傳輸?shù)臒崃繛闄z查各種通道做比較。</p><p>　　今年來(lái)，電子設(shè)備已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠郑谶@些設(shè)備的操作上，必須保持電子元件的溫度低于建議的上限水平，一達(dá)到組件的最佳性能,最高效率和可靠性。無(wú)法維持在推薦的溫度范圍會(huì)降低系統(tǒng)的性能，效率和

6、壽命，甚至可能導(dǎo)致災(zāi)難性系統(tǒng)故障。在快速的微處理器的發(fā)展下，這一問(wèn)題已變得更加嚴(yán)重，不僅是電子元件，還有在電力系統(tǒng)中提供能量的電子元件。在試圖解決這個(gè)問(wèn)題上，不同的冷卻策略被提出和發(fā)展。</p><p>　　目前，有5個(gè)冷卻策略：（一）液體冷卻（二）強(qiáng)迫對(duì)流冷卻（三）自然對(duì)流冷卻（四）邊緣冷卻（五）改變相的冷卻。在這些方法中，液體冷卻系統(tǒng)提供了相當(dāng)高的傳熱率，這歸功于大的普朗特?cái)?shù)流體提供卓越的散熱率，比如水。液體

7、冷卻系統(tǒng)一般分為直接冷卻和間接冷卻兩大類。直接冷卻基本上是被處理芯片沉浸在冷卻液室，這種冷卻策略允許導(dǎo)電的液體直接與處理芯片接觸，從而消除大部分熱阻，因此，它相比于間接冷卻通常提供更高的傳熱效率。然而，直接冷卻傳熱性能取決于冷卻液的熱物理性能，有時(shí)低于水。此外，所有的液體冷卻劑成本都高于水。另一方面，在間接冷卻中水可以作為冷卻液，因?yàn)樗慌c處理器直接接觸。相反，它在插入芯片的微通道中流動(dòng)。因此，通道的墻壁作為分隔物，增加熱阻。因此，謹(jǐn)慎

8、考慮設(shè)計(jì)中通道的傳熱性能。</p><p>　　許多研究已進(jìn)行了調(diào)查，并對(duì)各種冷卻通道加強(qiáng)了傳熱性能，如[16-20]平行，蛇紋[20-22，樹(shù)形[15,23 E25]，波浪[26,27]。最近，Lee等人[28,29]建議使用斜翅片強(qiáng)化冷卻通道的傳熱性能。在這種情況下，在通道里的流動(dòng)始終處于發(fā)展階段。在導(dǎo)致在薄邊界層有更好的傳熱率。盡管已對(duì)冷卻通道的傳熱性能進(jìn)行廣泛的研究，仍然沒(méi)有達(dá)成一個(gè)明確的結(jié)論。因此，通過(guò)

9、評(píng)估一些新的配置對(duì)冷卻通道的傳熱性能仍然有進(jìn)一步改善的余地,這就是這項(xiàng)工作的主題。</p><p>　　本文報(bào)道了一些新的冷卻通道設(shè)計(jì)的數(shù)值模擬，如圖所示的結(jié)果。 1。他們是：常規(guī)并排（圖1a）和蛇形通道（圖1b），波浪（圖1c）和最近提出的斜翅（圖1d）的渠道，以及在這項(xiàng)研究中首次提出的矩形線圈（圖1E）和新型混合通道（如圖一所示）。本研究的目的是確定一個(gè)最佳冷卻通道設(shè)計(jì)，具有最高的傳熱性能。為了比較不同的冷卻

10、通道的傳熱性能，定義了一個(gè)優(yōu)異的數(shù)字。從本質(zhì)上講，它是從處理器芯片到需要泵能的每單位液體的傳熱率。一個(gè)來(lái)自圖的優(yōu)點(diǎn)，，在確定傳熱性能需要考慮到處理器芯片溫度的均勻性。5個(gè)雷諾數(shù)和3個(gè)熱通量條件的模擬來(lái)評(píng)估冷卻速度和每個(gè)冷卻通道的傳熱性能注意結(jié)果也與聚合物電解質(zhì)膜（PEM）燃料電池堆和電池組散熱管理有關(guān)。</p><p><b>　　2 數(shù)學(xué)模型</b></p><p&

11、gt;　　數(shù)學(xué)模型（見(jiàn)圖2）由兩部分組成，即固體分離器和冷卻通道，允許固體分離器和冷卻液之間的耦合傳熱。一個(gè)代表電子元器件內(nèi)的熱量的恒定的熱通量，規(guī)定在固體分離器的底部。熱量通過(guò)傳導(dǎo)通過(guò)分離器，那么它被冷卻液帶走。固體分離器被假定為等向性熱傳導(dǎo)，而冷卻液被認(rèn)為是不可壓縮的牛頓層流。此外，為確保為每個(gè)通道設(shè)計(jì)的熱傳輸性能比較的保真度，所有的設(shè)計(jì)芯片面積保持恒定和每個(gè)通道的設(shè)計(jì)總長(zhǎng)度相差值僅小于5％。由于這項(xiàng)工作只涉及到層流，一個(gè)精確的數(shù)值

12、解決方案足夠非常密切的模擬現(xiàn)實(shí)。</p><p>　　2.1 控制方程對(duì)于固體壁，傳熱方式是熱傳導(dǎo)，描述方程是</p><p>　　=0 （1）</p><p>　　Ks是分離器的熱導(dǎo)率，T為溫度。在冷卻通道，需考慮流體流動(dòng)和對(duì)流換熱。質(zhì)量，動(dòng)量和能量守恒體現(xiàn)在</p

13、><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　(3)</b></p><p><b>　　(4) </b></p><p>　　是流體的密度，u是流體的速度，p是壓力，是動(dòng)力粘度的流體，為流體的比熱，為流體的傳熱系數(shù)。</p><p

14、><b>　　2.2. 本構(gòu)關(guān)系</b></p><p>　　本文談?wù)摰墓ぷ髁黧w是水，水的熱物理性質(zhì)可由溫度的多項(xiàng)式函數(shù)得出[30];水的密度表示為</p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　同時(shí)水的速度表示為</b></p><p><

15、;b>　?。?）</b></p><p>　　水的傳熱系數(shù)由以下公式計(jì)算的出</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　水的比熱認(rèn)為是恒定的</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　如前所述，冷卻通道的傳熱性能從

16、數(shù)字的優(yōu)點(diǎn)討論，F(xiàn)om,定義為</p><p><b>　　（9）</b></p><p>　　圖1。冷卻通道設(shè)計(jì)：（一）平行;（二）蛇紋;（三）波浪;（四）斜翅;（五）盤繞外的入口/出口;（六）在內(nèi)連續(xù)的入口/出口;（七）連續(xù)蛇紋和（H）雙蛇盤繞。</p><p>　　圖2。計(jì)算域（一）并行：（二）蛇紋石;（三）波浪;（D）斜翅;（五）盤繞外

17、的入口/出口;（六）在內(nèi)連續(xù)的入口/出口;（七）連續(xù)蛇紋（H）雙蛇形設(shè)計(jì)的盤繞;頂（Z> 0）對(duì)應(yīng)的流道和底部（Z <0）表示固分離</p><p>　　其中Ppump是推動(dòng)流體流過(guò)通道的能量，Q是總熱量的傳輸速率，分別是</p><p><b>　?。?0）</b></p><p><b>　?。?1）</b>

18、;</p><p>　　在這里，Ppump是泵效率（假定為70％），M是質(zhì)量流量，P是在冷卻通道的壓降; Qmc是熱流耗散和傳熱面積。作為一個(gè)均勻性的措施，我們比較每個(gè)流程設(shè)計(jì)的溫度的標(biāo)準(zhǔn)偏差定義為</p><p>　?。?2）這里Tave是表面的平均溫度</p><p><b>　?。?3）</b></p><p>

19、　　2.3．邊界條件通道內(nèi)流動(dòng)邊界條件定義如下：</p><p>　　入口：在入口，我們規(guī)定入口流量和入口溫度M= Min; T=Tin （14）出口：在出口，我們指定的壓力和流向溫度梯度設(shè)置為零，出口速度不知道先驗(yàn)的，而是需要從鄰近的單元格迭代計(jì)算。

20、 （15） 下壁：在固體分離器的底部（Z=1*10 如圖2），我們規(guī)定一個(gè)固定的熱通量，從電子芯片產(chǎn)生的熱量</p><p><b>　?。?6）</b></p><p>　　流道/固體分離器接口：在流動(dòng)渠道和固體分離器之間的接口（Z= 0，如圖2），我們沒(méi)有設(shè)置速度的滑移條件，而固體和液體之間的溫度耦合，以便共軛傳熱

21、 U= 0 （17）</p><p>　　流道壁：在通道的墻壁上，我們沒(méi)有指定滑移和絕熱條件 （18）</p><p>　　固體分離壁：在固體分離器側(cè)壁，我們?cè)O(shè)置了絕熱條件

22、 （19）在本文中，質(zhì)量流速的范圍代表雷諾 ~100，250，500，750和1000。而指定的熱通量范圍從，（這是在電子設(shè)備或燃料電池中發(fā)現(xiàn)的的典型的低熱量密度條件）到（這代表計(jì)算機(jī)芯片的熱通量）。</p><p><b>　　3 數(shù)值計(jì)算</b></p><p>　　在AutoCAD 2010中創(chuàng)建計(jì)

23、算域（見(jiàn)圖2）;用預(yù)處理器的商業(yè)軟件GAMBIT2.3.16嚙合，標(biāo)注邊界條件，并確定計(jì)算域。實(shí)施三種不同數(shù)量的網(wǎng)格-2.5·10，5·10和1·10對(duì)形成的局部壓力，速度和溫度進(jìn)行比較，以確保一個(gè)網(wǎng)狀的獨(dú)立解決方案。我們發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)目尺寸的網(wǎng)數(shù)額約5·10和1·10相比，約1％的偏差；而從網(wǎng)目尺寸為2.5·10得出的結(jié)果比最好的之一偏離了7％。因此，網(wǎng)格約5· 10元素

24、（500*500*200）能足夠滿足數(shù)值調(diào)查的目的：一個(gè)靠近壁面的良好的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，來(lái)解決邊界層和在中間的通道越來(lái)越粗網(wǎng)格，降低計(jì)算成本。</p><p>　　表1 基本情況和運(yùn)行參數(shù)</p><p>　　方程（1）-（3）一起由u，v，w, p，T,五個(gè)因變量構(gòu)成的相應(yīng)的邊界條件和本構(gòu)關(guān)系已經(jīng)由商業(yè)的有限體積求解Fluent6.3.26軟件解決。用C語(yǔ)言寫的戶定義函數(shù)（UDF），描

25、述了流體的熱物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)對(duì)溫度的依賴性。方程組求解用知名Pressure-Linked方程半隱式（SIMPLE）算法，一階迎風(fēng)離散和代數(shù)多網(wǎng)格（AMG的）方法。作為計(jì)算成本的指標(biāo)，它指出，平均而言，需要大約200—500次收斂準(zhǔn)則迭代使所有相對(duì)殘差在10，這需要工作站用四核心處理器（1.83 GHz）4GB的RAM 5—30分鐘時(shí)間。</p><p><b>　　4 結(jié)果與討論</b&g

26、t;</p><p>　　對(duì)典型條件進(jìn)行了數(shù)值模擬之后發(fā)現(xiàn)，在電子冷卻中：基本條件和與物理參數(shù)一起列于表1，而幾何細(xì)節(jié)在表2中可以發(fā)現(xiàn)。下面模擬了八種不同的通道設(shè)計(jì)，五個(gè)不同的冷卻劑的流速，和三種不同的熱流值來(lái)研究這些因素對(duì)散熱管理的影響。實(shí)施了FOM的概念圖來(lái)調(diào)查和比較單位泵功率的散熱性能。</p><p>　　4.1 通道的幾何形狀的影響</p><p>　

27、　確定散熱性能的關(guān)鍵因素之一是流場(chǎng)的幾何形狀，因?yàn)樗苯雨P(guān)系到速度</p><p><b>　　表2 幾何參數(shù)</b></p><p>　　圖3。速度輪廓和冷卻通道米處的向量;（A）平行（B）蛇紋;（C）波浪;（D）斜翅;（E）連續(xù)外進(jìn)口/出口;（F）內(nèi)部的入口/出口;（G）蛇紋石（H）Re~500, 的雙蛇形盤繞。</p><p>　　圖4。

28、在冷卻通道的表面溫度分布（Z=0）（A）平行（B）蛇紋;（C）波浪;（D）斜翅;（E）連續(xù)外進(jìn)口/出口;（F）內(nèi)部的入口/出口;（G）蛇紋石（H）Re~500, 的雙蛇形盤繞。</p><p>　　和通道內(nèi)的溫度分布。在一般情況下，較高的流速導(dǎo)致更高的對(duì)流換熱，因此，更多的電子設(shè)備的熱可以消退，從而保持溫度在允許的范圍內(nèi)分布更均勻。8個(gè)不同的通道設(shè)計(jì)在流道中間（米）的預(yù)測(cè)流速剖面圖3所示。在這里，有幾個(gè)特點(diǎn)是顯而

29、易見(jiàn)的，其中最重要的是，蛇紋石（見(jiàn)圖3B）。盤繞（見(jiàn)圖3e—f）和混合設(shè)計(jì)（見(jiàn)圖3g-h）。整個(gè)冷卻板相比傳統(tǒng)的并行（圖3a）,波浪通道（圖3c）和斜翅片通道（圖3d）表現(xiàn)出更高，更均勻的速度分布。據(jù)悉，在中間的平行冷卻板，斜鰭和波狀的流速剖面渠道可以比進(jìn)口速度低一階的幅度，即使在斜翅通道有二次流存在。這是由于在每個(gè)通道的質(zhì)量流量分布不均;一個(gè)替代設(shè)計(jì)——超出了本文的范圍——可以實(shí)施，以提高在每個(gè)通道流量分配均勻，例如文獻(xiàn) [31,32

30、]。</p><p>　　較高的速度剖面，預(yù)計(jì)將直接影響散熱性能，這確實(shí)是這種情況，從圖4中可以推斷。根據(jù)從入口到出口地區(qū)沿流道表面溫度的增加，這說(shuō)明了一個(gè)趨勢(shì)。結(jié)果表明，傳統(tǒng)的并行通道相對(duì)于其它的來(lái)說(shuō)大都是非均勻溫度分布：高達(dá)25度顯著的溫度變化的一個(gè)“熱點(diǎn)”區(qū)域位于中央?yún)^(qū)（見(jiàn)圖4A）。斜鰭通道，在另一方面，由于二次流的存在性能優(yōu)于平行渠道，圖4D中可以看出。這是在網(wǎng)上與李某等人的研究結(jié)果。 [28,29]表明

31、，斜翅通道比并行通道產(chǎn)生更好的傳熱速度。然而，應(yīng)當(dāng)指出，非均勻的溫度分布和最高溫度變化20度的“熱點(diǎn)”在出口地區(qū)存在，它可以是這種設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)。波紋通道設(shè)計(jì)，相比前兩個(gè)設(shè)計(jì),它的最高溫度略低（）和“熱點(diǎn)”區(qū)域較?。ㄒ?jiàn)圖4c）。而在蛇形通道的設(shè)計(jì)，進(jìn)氣口附近的溫度低（接近入口溫度），并在出口領(lǐng)域存在高溫（），圖4B中可以看到。 到目前為止，四個(gè)直線通道設(shè)計(jì)——平行管道，斜翅，波浪和蛇紋——被發(fā)現(xiàn)都導(dǎo)致不均勻溫度分布（熱點(diǎn)）?，F(xiàn)在看

32、這四種不同連續(xù)基設(shè)計(jì)，如圖4,一個(gè)可以觀察到的是連續(xù)基設(shè)計(jì)和這四個(gè)設(shè)計(jì)相比產(chǎn)生更均勻的溫度分布。在連續(xù)基設(shè)計(jì)中，新鮮和溫暖的流體通道的結(jié)構(gòu)設(shè)置與通道內(nèi)的高流速交替一起產(chǎn)生</p><p>　　圖5（a）直線設(shè)計(jì)及（b）各種雷諾數(shù)下連續(xù)基e設(shè)計(jì)的平均溫度</p><p>　　圖6（a）直線的設(shè)計(jì)及（b）在不同的雷諾數(shù)連續(xù)基設(shè)計(jì)溫度的標(biāo)準(zhǔn)偏差。</p><p>　　4.

33、2 質(zhì)量流量的影響</p><p>　　這項(xiàng)研究的一個(gè)進(jìn)一步興趣點(diǎn)是冷卻液的質(zhì)量流量的影響，因?yàn)樗苯雨P(guān)系到對(duì)流換熱轉(zhuǎn)讓和抽水所需的電量。本研究探討研究5種不同雷諾數(shù)為100，250，500，750和1000對(duì)應(yīng)的冷卻劑的流速。圖5描繪各種渠道設(shè)計(jì)在不同的雷諾數(shù)的平均溫度。正如所料，平均溫度降低質(zhì)量流量增加。有趣的是，一些通道設(shè)計(jì)的平均溫度在低和高的速度時(shí)候表現(xiàn)不同：斜翅通道的平均溫度在低速是略低于波紋通道，高

34、速則越來(lái)越高（見(jiàn)圖5A）。此外，連續(xù)基通道設(shè)計(jì)的平均氣溫高于低速平行和斜翅渠道;反之，在高的速度，連續(xù)基通道設(shè)計(jì)比平行和斜翅渠道產(chǎn)生較低的平均溫度。這意味著，連續(xù)基通道設(shè)計(jì)在高流速條件更有效。散熱性能的評(píng)估不僅需要以平均溫度為基礎(chǔ)，而且還需要溫度分布均勻度。作為一個(gè)溫度均勻的措施，溫度分布在不同的冷卻水流速的標(biāo)準(zhǔn)差定義為Eq，（12），進(jìn)行了比較。正如圖6，所有通道的設(shè)計(jì)，分布更加均勻，冷卻</p><p>　　

35、圖7（a）直線的設(shè)計(jì)（b）在不同的雷諾數(shù)連續(xù)基設(shè)計(jì)的壓降。圖8 （a）直線設(shè)計(jì)（b）盤繞在基地設(shè)計(jì)不同熱通量條件的平均溫度。</p><p>　　水流量增加。此外，與這里考慮的全部流速范圍（見(jiàn)圖6a）的其他設(shè)計(jì)相比，連續(xù)基通道設(shè)計(jì)溫度分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差較低（參見(jiàn)圖6b）。這表明，盤繞底座設(shè)計(jì)比其他設(shè)計(jì)產(chǎn)生更均勻溫度分布。值得注意的是與內(nèi)進(jìn)口/出口設(shè)計(jì)的盤繞，，在更高的速度有更均勻的溫度分布，但使得在較低的速度下更不

36、均勻。</p><p>　　直線通道設(shè)計(jì)之中，蛇形通道產(chǎn)生更均勻的溫度分布，如圖6A。此外，波浪和斜翅式通道設(shè)計(jì)，在更高的速度時(shí)溫度的分布比平行通道更均勻，但在較低的速度比那些平行通道更不均勻。這提供了明確的證據(jù)，斜翅式和波浪渠道也更有效地應(yīng)用于高流量時(shí)，尤其是如果溫度均勻性更大，盡管其溫度分布均勻仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于連續(xù)基的通道設(shè)計(jì)。 </p><p>　　保持在最低的壓降有利于減少散熱管理的經(jīng)

37、營(yíng)成本;何處應(yīng)該能夠保持低和均勻的溫度，壓力降低到最低限度，同時(shí)保持一個(gè)良好的渠道設(shè)計(jì)。連續(xù)基通道的設(shè)計(jì)，如圖7所示。要求最高的壓降來(lái)帶動(dòng)流量;這可以從通道內(nèi)的更復(fù)雜的流動(dòng)模式預(yù)期。蛇形通道的壓降比連續(xù)基通道低（~10％），但它仍然比平行，斜翅式和波浪渠道高一階幅度。斜翅片通道內(nèi)獲得最低的壓降，其次是平行和波浪渠道。我們注意到，如果流通道不分裂，即連續(xù)基和蛇紋設(shè)計(jì)，所需的壓降比冷卻液流量分裂被迫流入較長(zhǎng)的段落高得多。此外，壓降與雷諾數(shù)之

38、間的特點(diǎn)已經(jīng)確定;連續(xù)基和蛇紋通道的斜坡比平行，斜鰭和波狀渠道陡。 就系統(tǒng)中的傳熱性能和壓降，引入“優(yōu)異圖”的概念來(lái)評(píng)價(jià)以泵浦功率為單位的熱傳輸性能的有效性。表3顯示了不同雷諾數(shù)各種渠道設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)的計(jì)算數(shù)字。據(jù)發(fā)現(xiàn)，除了從高熱量的傳輸速率和更均勻的溫度分布，連續(xù)基的通道設(shè)計(jì)，具有優(yōu)異的數(shù)字較低，這是由于連續(xù)基渠道要求最高的壓降（見(jiàn)圖7）。</p><p>　　圖9溫度標(biāo)準(zhǔn)偏差（a）直線設(shè)計(jì)(b)不同熱量

39、下的連續(xù)基設(shè)計(jì) </p><p>　　圖10壓降（a）直線設(shè)計(jì)(b)不同熱量下的連續(xù)基設(shè)計(jì)</p><p>　　其次是蛇形通道在高雷諾數(shù)具有的數(shù)字略高的優(yōu)點(diǎn)，但它提供了更高的非均勻溫度。平行，波浪，和斜翅的渠道，另一方面，由于其較低的壓降，相比那些盤繞和蛇形通道，擇優(yōu)給予更高的數(shù)字，高達(dá)約一階幅度。據(jù)悉，在所有雷諾數(shù)下，斜翅通道提供了優(yōu)異的最高數(shù)字，緊跟波紋通道和并行通道。</p&g

40、t;<p>　　當(dāng)設(shè)計(jì)散熱片，然而，謹(jǐn)慎平衡和必須考慮到傳熱性能泵浦功率。如果性能和均勻性最有利，例如芯片冷卻，冷卻板可以考慮連續(xù)基設(shè)計(jì)。然而，如果泵浦功率是主要制約因素，例如燃料電池冷卻，斜翅式通道設(shè)計(jì)可能有潛力有待進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)后使用。4.3 熱通量的影響</p><p>　　到目前為止，模擬電子設(shè)備產(chǎn)生的熱通量已設(shè)置為，發(fā)現(xiàn)在燃料電池和低熱量密度電子設(shè)備這是一個(gè)典型的情況。直觀地，隨著熱通

41、量的提高溫度預(yù)計(jì)將增加，如圖8所示。在這里，發(fā)現(xiàn)平均氣溫值在所有流道測(cè)試設(shè)計(jì)中與符合規(guī)定的熱通量是成正比的。恒定的坡度，，觀察所有通道的設(shè)計(jì)，不論在規(guī)定的熱通量。對(duì)于每個(gè)流道設(shè)計(jì)，連續(xù)基，蛇紋，和波浪的渠道給予較低平均氣溫，沒(méi)有顯示可辨別的差異，而并行通道的設(shè)計(jì)，在斜翅通道之后給出了最高的平均氣溫。</p><p>　　著手均勻的溫度分布，如圖 9，溫度均勻度也與符合規(guī)定的熱通量成正比;盡管平均氣溫和每個(gè)流道設(shè)計(jì)

42、的溫度均勻秩序相比，略有不同的梯度。在這里，平行通道表現(xiàn)出最非均勻的溫度分布等。其次是波浪通道（約15％的差異），斜翅通道（~18％的差異），和蛇形通道，顯示高達(dá)50％的標(biāo)準(zhǔn)差的差異。發(fā)現(xiàn)連續(xù)基通道的設(shè)計(jì)，坡比別人低。因此，溫度分布更均勻，達(dá)到甚至更高的熱通量。此外，它指出的是內(nèi)部的入口/出口的連續(xù)基設(shè)計(jì)提供最佳的溫度分布均勻，特別是對(duì)高熱流條件。這主要是由于入口被放置在芯片中的位置，以使更多的淡水接觸芯片表面覆蓋較大的換熱面積，因此

43、，比較外進(jìn)口/出口設(shè)計(jì)保持一個(gè)更均勻分布。這意味著內(nèi)部的入口/出口的盤繞設(shè)計(jì)應(yīng)用于高熱流條件下的電子冷卻可能有潛力。 作為工作流體的熱物理性質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)，它是溫度的函數(shù)，它因此也是，評(píng)估熱通量條件影響流體性質(zhì)及其流體力學(xué)的一個(gè)籌碼。圖10顯示壓力下降在各種渠道設(shè)計(jì)所需的不同熱通量。據(jù)發(fā)現(xiàn)，在所有的情況下，壓降降低時(shí)熱通量增加。這是由于在較高溫度下的粘度下降，從而產(chǎn)生更高的熱通量。進(jìn)一步檢查注意到，連續(xù)底座設(shè)計(jì)，??在相同的入口條

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