微通道熱沉的流動與傳熱特性數(shù)值研究.pdf

1、本文針對高密度、小體積和高集成度電子產(chǎn)品的散熱問題進(jìn)行研究?；跀?shù)值計算方法，首先對典型的單層平行微通道熱沉進(jìn)行研究，在此基礎(chǔ)上，采用單一變量的方法分別對矩形截面微通道熱沉做了詳細(xì)研究，分析了矩形長寬比對熱沉熱阻和壓力損失的影響;然后比較不同形狀、不同材料微通道熱沉性能;最后選擇兩種新型微通道熱沉進(jìn)行研究，分析雙層微通道熱沉和微楔擾流微通道熱沉對于提高熱沉性能的作用。
　　本文的計算結(jié)果與前人實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好，進(jìn)而驗(yàn)證了傳統(tǒng)的N-

2、S方程和傳熱理論對微尺度下的流動仍然適用。研究表明，長寬比對矩形截面微通道熱沉性能影響很大，長寬比越大熱沉熱阻越小，傳熱性能越好，同時壓力損失也越大。通過比較相同功率消耗下的熱沉熱阻發(fā)現(xiàn)，長寬比為8.904-11.442范圍內(nèi)的矩形微通道具有最佳的綜合性能。
　　然后比較了矩形、梯形和三角形三種截面形狀的微通道熱沉的流動和傳熱特性。在截面積、水力直徑均相同的情況下，矩形微通道熱沉具有最佳的傳熱性能，三角形微通道熱沉傳熱最差，梯形介

3、于兩者之間。同時，我們也討論微通道條數(shù)對熱沉性能的影響，發(fā)現(xiàn)在給定條件下，微通道的數(shù)目一般能取到一個最佳值。
　　通過對不同材料微通道熱沉的研究發(fā)現(xiàn)，材料對微通道熱沉的流動和傳熱性能影響也很大。其他條件相同的情況下，銅質(zhì)熱沉具有最小熱阻，鋼質(zhì)熱沉熱阻最大，而且鋼質(zhì)熱沉壓力損失也最大。鋁質(zhì)熱沉的流動和傳熱特性都要優(yōu)于硅質(zhì)熱沉。
　　最后，我們選擇兩種新型微通道熱沉進(jìn)行研究，分析雙層微通道熱沉和微楔擾流微通道熱沉對于提高熱沉性能