微細(xì)通道流體回路系統(tǒng)與仿真研究.pdf

1、微通道熱沉具有結(jié)構(gòu)緊湊、換熱量高、溫度均勻等優(yōu)點(diǎn)，是解決高熱流密度電子器件散熱的有效手段之一。微通道熱沉的換熱方式可分為單相對(duì)流換熱和流動(dòng)沸騰兩種，后者又可分為過(guò)冷沸騰和飽和沸騰。
　　本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試研究了微細(xì)通道熱沉中單相對(duì)流換熱和過(guò)冷沸騰的換熱和水力性能。3個(gè)熱沉均采用矩形直通道的結(jié)構(gòu)形式，水力直徑為0.75mm和1.2mm，截面寬長(zhǎng)比范圍為0.333~0.667。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，熱沉的換熱系數(shù)是流量、熱流密度、工質(zhì)過(guò)冷度、熱

2、沉水力直徑、截面寬高比等參數(shù)的強(qiáng)函數(shù)。熱沉在臨界熱流密度下的溫度和壓降波動(dòng)較為平穩(wěn)，說(shuō)明微細(xì)通道熱沉過(guò)冷沸騰適用于熱流密度較高的電子器件散熱場(chǎng)合。本文提出了微細(xì)通道熱沉單相對(duì)流換熱和過(guò)冷沸騰換熱系數(shù)和進(jìn)出口壓降的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式，與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差在±25％以?xún)?nèi)，具有較好的符合度。
　　本文對(duì)微細(xì)通道熱沉進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，采用RPI模型。根據(jù)模擬結(jié)果，對(duì)矩形通道的工質(zhì)主流溫度、截面含氣率、內(nèi)壁面溫度和加熱面溫度進(jìn)行了分析，研究了不同熱流

3、密度下矩形通道的換熱性能。結(jié)果表明，沿流動(dòng)方向，上述參數(shù)均逐漸升高；當(dāng)內(nèi)壁面溫度高于飽和溫度時(shí)，氣泡開(kāi)始產(chǎn)生，這也證明了以?xún)?nèi)壁面過(guò)熱度作為沸騰發(fā)生的判據(jù)是合理的。
　　本文還開(kāi)發(fā)了微細(xì)通道流體回路系統(tǒng)仿真軟件，以Visual C++6.0 MFC[exe]為集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，已有實(shí)驗(yàn)臺(tái)架和實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬研究結(jié)果為基礎(chǔ)。該軟件基于對(duì)話(huà)框編寫(xiě)，由主菜單、系統(tǒng)各元件參數(shù)輸入、計(jì)算結(jié)果輸出以及兩相系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定性分析等界面組成。該仿真軟件可計(jì)