基于電流體動(dòng)力效應(yīng)的矩形通道內(nèi)強(qiáng)化換熱.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，電子產(chǎn)品的集成度越來越高，功率越來越大，因此產(chǎn)生的熱流密度越來越高。為保證其正常運(yùn)行，電子產(chǎn)品的熱管理問題至關(guān)重要。作為一種頗具前景的主動(dòng)強(qiáng)化換熱技術(shù)，電流體動(dòng)力效應(yīng)（electrohydrodynamics，簡(jiǎn)稱EHD）強(qiáng)化換熱以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能耗低、噪音小等諸多優(yōu)點(diǎn)而倍受關(guān)注。目前，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者已對(duì)EHD效應(yīng)進(jìn)行了廣泛研究。由于其機(jī)理復(fù)雜，長(zhǎng)期以來以實(shí)驗(yàn)研究居多。直到最近幾十年，才有學(xué)者采用數(shù)值模擬對(duì)EHD誘導(dǎo)的強(qiáng)化

2、換熱其進(jìn)行研究。對(duì)上述研究總結(jié)歸納后發(fā)現(xiàn)，目前尚未全面研究電極橫向位置、電極數(shù)目和接地電極大小的對(duì)通道內(nèi)換熱特性的影響。基于此，本文建立了EHD的多物理耦合模型，并在此基礎(chǔ)上，通過新的電極排列設(shè)計(jì)及相關(guān)參數(shù)優(yōu)化，達(dá)到增強(qiáng)通道內(nèi)強(qiáng)化換熱特性的目的。
　　通過改變通道中電極的橫向位置對(duì)傳統(tǒng)單壁面換熱的通道進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究參數(shù)包括電極距離通道入口的位置d，電極間距l(xiāng)，電極數(shù)目n等。通過數(shù)值模擬得出，電極和通道入口距離d越大，電極所形

3、成的漩渦溫度越高，通道的強(qiáng)化換熱因子ξ越小。電極間距l(xiāng)越大，電極和電極之間的相互影響越小，通道的強(qiáng)化換熱因子ξ越大。隨著電極數(shù)目n的增加，通道的強(qiáng)化換熱因子ξ先增大，當(dāng)數(shù)目超過一定值后ξ達(dá)到最大值并飽和。在本課題的通道中，這一最大值約為4.8。
　　關(guān)于對(duì)上下兩個(gè)壁面都有熱流密度的通道，本課題對(duì)電極在通道中的位置和接地的方式進(jìn)行了研究。結(jié)果表明將通道中的兩個(gè)電極分別靠近上下兩個(gè)壁面，且接地方式采用部分接地時(shí)，上下壁面的換熱能力都會(huì)