多孔復(fù)合微小通道內(nèi)傳熱與流動性能研究.pdf

1、由于電子封裝器件的熱流密度的迅速增加,傳統(tǒng)的采用風(fēng)扇或者金屬肋片的散熱方式已經(jīng)無法滿足不斷出現(xiàn)的電子器件的不斷增長的冷卻需求。散熱問題成為未來的電子產(chǎn)品的發(fā)展的一個嚴(yán)重瓶頸。一個有效解決該問題的方式就是使用微通道散熱方式。本文的研究目標(biāo)是:加熱面為20×40×0.5mm時,熱流密度為20W/cm2時,熱沉壁面溫度低于60°C。
　　由于多孔介質(zhì)的大比表面積,本文將多孔介質(zhì)應(yīng)用于微通道散熱方式,數(shù)值模擬研究了一個填充多孔介質(zhì)和肋片的

2、復(fù)合微小通道的流動和傳熱特性。論文建立了三維數(shù)值模型,考慮了N—S方程,能量方程,通道和流體之間的耦合傳熱,多孔介質(zhì)的局部非熱平衡。研究表明,由于肋片的加入,加強了熱流密度方向上的導(dǎo)熱,換熱性能得到了強化。肋片排數(shù)對復(fù)合微小通道的性能也得到了研究。對于同樣的多孔介質(zhì),肋片排數(shù)的增加,肋片的換熱性能有較為明顯的提升,同時壓降變化不太明顯,有著較好的綜合性能。更好的溫度場均勻性和更低的熱沉溫度能夠有效減小熱應(yīng)力,提高電子器件的可靠性。

3、>　　同時,本文改變肋片的厚度,研究了肋厚對換熱性能的影響,發(fā)現(xiàn)了肋厚對換熱性能的影響與速度有關(guān),在本文取值中,低流速下,肋片越厚,換熱性能越好,高流速下,則存在最優(yōu)值使得復(fù)合微小通道的換熱性能有較好的結(jié)果。本文還研究了不同肋片排列方式對復(fù)合微小通道換熱性能的影響,模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)對于復(fù)合微小通道,叉排時的換熱性能優(yōu)于順排時的換熱性能,雙斜肋也優(yōu)于順排時的結(jié)果,這一結(jié)果和以往研究中,普通微小通道中的叉排和雙斜肋的結(jié)構(gòu)優(yōu)于順排的結(jié)果趨勢大體一