空氣射流沖擊矩形柱鰭熱沉換熱特性實驗研究及肋片結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、電子系統(tǒng)的微型化、大功率的發(fā)展趨勢，以及對系統(tǒng)性能及可靠性的需求，使得在電子元件的熱設(shè)計中需要更為強(qiáng)大的散熱技術(shù)?？諝鉀_擊射流，尤其與熱沉的結(jié)合是一個非常有吸引力的選擇，采用這種散熱方式甚至有可能達(dá)到與液體冷卻相當(dāng)?shù)纳崮芰Α?通過現(xiàn)有的文獻(xiàn)來看，關(guān)于空氣射流沖擊熱沉散熱的研究一般具有高Re數(shù)、大射流孔徑及多選擇方形或圓形柱鰭熱沉的特點。針對這一現(xiàn)象，本文采用了孔徑為4mm的圓形單孔噴口，在噴口雷諾數(shù)3000

2、噴口高徑比4≤H／D≤24的范圍內(nèi)，對矩形柱鰭熱沉的傳熱特性進(jìn)行了實驗研究，并對其肋片結(jié)構(gòu)配置進(jìn)行了優(yōu)化研究。 在對空氣射流沖擊矩形柱鰭熱沉的傳熱特性的實驗研究中，本文選用了三個不同肋高的矩形柱鰭熱沉，獲得了這三個熱沉的熱阻(θ<,ab>)及模擬芯片表面平均努塞爾數(shù)( )分別隨Re數(shù)及H／D變化的實驗數(shù)據(jù)。對θ<,ab>的定性的分析說明，θ<,ab>隨Re或H／D的增大而減小，但這種減小的趨勢卻隨著Re或H／D的增大而逐漸不明顯

3、。對于 數(shù)的實驗數(shù)據(jù)，則選用合適的函數(shù)形式采用最小二乘法擬合并最終得到了 數(shù)關(guān)于Re數(shù)、H／D及肋片高度．熱沉基底長度比Hf/L的實驗擬合函數(shù)，其擬合誤差不超過9％。最后對實驗過程中的誤差進(jìn)行了分析，其中，θ<,ab>及 數(shù)的實驗相對誤差分別不超過2.63％和6.47％。 在肋片結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究過程中，采用了實驗與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法。在數(shù)值計算過程中，選用了標(biāo)準(zhǔn)的k-ε湍流模型，實驗驗證表明，標(biāo)準(zhǔn)的k-s湍流模型是可行的。對五個不