塑料薄膜微通道流動與傳熱特性及其應用研究.pdf

1、微通道塑料薄膜(Micro Capillary Film，MCF)是一種內含數(shù)十條平行中空微通道的塑料薄膜，微通道尺寸為微米級，具有表面積體積比高、成本低、易于大批量生產的特點，在微散熱器、微泵、微反應器以及防偽技術等領域有廣闊的應用前景。利用擠出加工技術制得的MCF寬14～22mm，厚0.6～0.9mm，28條水力直徑在50～300μm的微通道集成。研究了塑料薄膜微通道的幾何參數(shù)對流體流動與傳熱特性的影響規(guī)律，為MCF在微散熱器、防偽

2、技術等領域的應用提供理論參考，本文開展的主要工作有:
　　首先，建立塑料薄膜微通道物理模型，對微通道內流體流動與傳熱特性進行理論研究和數(shù)值模擬。通過理論分析，建立微通道阻力系數(shù)、壓降、速度分布及努賽爾數(shù)(Nu)的數(shù)學模型。對不同長短軸比及不同水力直徑的橢圓微通道進行數(shù)值分析，結果表明:在相同雷諾數(shù)下，橢圓微通道長短軸比越大，流體流動阻力越大，Nu數(shù)越低;在相同雷諾數(shù)下，微通道水力直徑越大，Nu數(shù)越大，其換熱效果越好。
　　其

3、次，設計搭建了塑料薄膜微通道流動與傳熱實驗臺。以去離子水為流動工質，對三種不同尺寸的微通道塑料薄膜的流動與傳熱特性進行了實驗研究，分析了微通道幾何參數(shù)對壓降、摩擦系數(shù)和Nu數(shù)的影響，并將實驗值與理論分析和數(shù)值模擬結果進行對比，分析誤差產生原因，并對微通道流動與傳熱的理論模型進行修正，為新型聚合物微散熱器的開發(fā)和應用提供參考。
　　最后，提出了一種基于微通道塑料薄膜的新型防偽技術，拓展了MCF的應用領域。搭建了微通道防偽油墨灌注實驗