射流与微通道相结合的热沉散热性能仿真与实验研究

发布时间：2023-06-03 01:28

　　当前解决高热流密度电子器件的散热问题迫在眉睫。将射流冲击与微通道结构结合既利用了射流直接冲击换热表面、增强局部换热的优点,还能改善微通道沿流动方向温升和压降较大的不足。本文通过数值模拟的方法对五种模型(单个微通道、均匀和非均匀射流微通道、带肋柱射流微通道、进出口交错布置的射流微通道)开展研究。通过对比分析发现,上述模型共同具有的特征是沿着流动方向射流孔流量增大,通道内的水平横流会影响射流垂直冲击的换热效果。在微通道底面添加肋柱破坏流体流动的边界层,或者将射流孔入口工质及时地从流道中排散出去,这两种方法都能够有效改善流量分配的均匀性,并且极大地降低水平横流的负面作用。另外,还分析了各模型在不同入口流量和热流密度下的换热及流动特性,结果发现在单相流动换热下,射流微通道的换热系数和压降受热流密度的影响较小,随着入口总流量的增加而增大。本文搭建了对带肋柱射流微通道热沉进行性能测试的实验系统。采用的热沉整体尺寸高13.5 mm,长54 mm,宽54 mm,底面换热面为40×40 mm²,包括入口腔、射流板和微通道板三部分,微通道板的换热结构为直肋柱阵列式排列。测试工况为流量...

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容
    1.4 研究方法
    1.5 本章小结
2 理论模型和计算方法
    2.1 计算模型的几何结构
    2.2 数值计算模型
    2.3 数值计算方法
    2.4 本章小结
3 性能仿真结果分析
    3.1 均匀射流微小通道的性能分析
    3.2 非均匀射流微通道的性能分析
    3.3 带肋柱射流微通道的性能分析
    3.4 射流进出口交错布置微小通道的性能分析
    3.5 本章小结
4 实验研究
    4.1 实验系统设计
    4.2 系统主要部件介绍
    4.3 运行参数测量
    4.4 实验测试方案
    4.5 实验数据及结果分析
    4.6 本章小结
5 结论与展望
    5.1 数值模拟部分总结
    5.2 实验研究部分总结
    5.3 今后工作展望
致谢
参考文献
附录1：作者攻读硕士期间发表论文及参与科研项目



本文编号：3828403