間歇式噴霧冷卻高熱流表面機理研究.pdf

1、隨著電子行業(yè)的快速發(fā)展，微電子系統(tǒng)進一步集成化，傳統(tǒng)的散熱方式，換熱能力已達極限，使電子行業(yè)的發(fā)展陷入瓶頸。 本文針對小空間高熱流密度的散熱問題，試圖尋找一種新的解決方案，使換熱能力進一步提高。 通過文獻綜述，總結(jié)出影響池沸騰、噴霧冷卻中沸騰換熱的因素，分析了池沸騰、噴霧冷卻中沸騰換熱的優(yōu)缺點，從理論上提出一種新的解決方案，間歇性噴霧冷卻。 首先，介紹了與核態(tài)沸騰理論相關(guān)的氣泡動力學(xué)，分析氣泡動力學(xué)對核態(tài)沸騰的影

2、響。其次，重點介紹了核態(tài)沸騰換熱的四種經(jīng)典模型。為分析間歇性噴霧冷卻的沸騰現(xiàn)象，比較間歇性噴霧冷卻與傳統(tǒng)的連續(xù)性噴霧冷卻換熱效果，提供理論依據(jù)。 為了驗證理論分析的可行性，進一步研究間歇式噴霧冷卻中沸騰傳熱機理，比較間歇式噴霧冷卻與傳統(tǒng)的連續(xù)性噴霧冷卻換熱效果的優(yōu)劣，本文開展實驗研究。 實驗結(jié)果證明，間歇式噴霧冷卻在噴射半周期為100ms、150ms的條件下，換熱效果比連續(xù)性噴霧冷卻換熱效果要好。特別是在噴射半周期為10

3、0ms的條件下，壁面溫度與連續(xù)噴射相比降低了12％，而平均表面對流傳熱系數(shù)與連續(xù)噴射相比增加了18％ 分析實驗結(jié)果，認為造成這一現(xiàn)象，主要是由于間歇性噴霧冷卻在換熱方面具有三點優(yōu)勢： (1)平均時間內(nèi)加熱表面上形成的液膜比連續(xù)性噴射要薄，使熱阻減小。 (2)液膜厚度的減小，一方面，使液膜內(nèi)的氣泡更容易受到外界霧滴的影響，另一方面，使氣泡的生成半徑減小，逃逸頻率增加。 (3)采用間歇性噴射，在停噴的一段時間