双尺度复合多孔微通道设计及其强化沸腾性能研究
发布时间：2023-12-26 18:56
随着微电子信息产业的迅速发展,高集成度电子器件所产生的高热流密度散热问题给当今散热领域带来了巨大挑战。在众多的散热方案中,基于相变换热原理的沸腾传热具有换热效率高,稳定性强的优点。为了进一步强化沸腾换热效率,提高沸腾换热稳定性,本文提出一种双尺度复合多孔微通道结构(DCPM),并全面系统的研究了DCPM的成形机理和强化沸腾性能。本文主要工作内容如下:1.双尺度复合多孔微通道制造与结构表征设计并制造双尺度复合多孔微通道,分析宏观尺度内凹孔和互通孔成形机理。分析超声加工机理,表征超声加工的微尺度多孔结构形貌,优化加工工艺参数。2.超声加工微尺度多孔结构毛细性能表征建立毛细性能评估模型,采用红外热成像技术对超声加工样品表面进行毛细性能表征,研究了微尺度多孔结构对毛细性能的增强机理。研究了超声加工参数对毛细性能的影响。3.双尺度复合多孔微通道强化池沸腾性能研究搭建池沸腾测试装置,并结合气泡可视化研究系统,分析DCPM增强池沸腾传热机理。在不同液体过冷度下实验研究DCPM的宏观内凹孔、互通孔和微尺度多孔结构对池沸腾性能的影响。结果表明,三种多孔结构均能提高池沸腾换热性能,降低起始过热度,与光板结...
【文章页数】：129 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表及物理名称
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 沸腾传热机理及强化方法
1.2.1 沸腾传热机理
1.2.2 强化沸腾传热方法
1.3 强化沸腾表面结构研究现状
1.3.1 微通道结构强化沸腾
1.3.2 微尺度表面修饰结构强化沸腾
1.3.3 多尺度复合结构强化沸腾
1.4 课题来源及主要研究内容
1.4.1 课题来源
1.4.2 本文主要研究内容
第二章 双尺度复合多孔微通道制造及毛细性能研究
2.1 引言
2.2 双尺度复合多孔微通道设计及加工工艺
2.2.1 双尺度复合多孔微通道设计
2.2.2 内凹孔微通道加工工艺及成形机理
2.2.3 互通孔微通道加工工艺及成形机理
2.3 超声加工微多孔微通道
2.3.1 超声加工装置及机理
2.3.2 不同超声加工参数样品形貌表征
2.3.3 不同超声加工参数样品接触角表征
2.3.4 超声加工样品液滴扩散过程
2.3.5 双尺度微多孔微通道的形貌表征
2.4 超声加工微尺度多孔结构毛细性能研究
2.4.1 毛细上升理论与数据处理
2.4.2 毛细上升实验测试平台与方法
2.4.3 毛细上升高度表征
2.5 本章小结
第三章 双尺度复合多孔微通道池沸腾强化传热性能实验研究
3.1 引言
3.2 池沸腾传热性能测试实验装置及工艺
3.2.1 池沸腾传热实验测试样品
3.2.2 池沸腾传热实验设计
3.2.3 池沸腾传热实验测试步骤
3.3 实验数据处理与不确定度
3.3.1 实验数据处理
3.3.2 实验测试不确定度
3.4 池沸腾强化传热性能研究
3.4.1 结构对池沸腾传热性能影响
3.4.2 微通道间距对池沸腾传热性能影响
3.4.3 过冷度对池沸腾传热性能影响
3.4.4 池沸腾换热性能提升对比分析
3.5 池沸腾气泡可视化研究
3.5.1 池沸腾气泡生长过程
3.5.2 结构对池沸腾气泡的影响
3.5.3 过冷度对池沸腾气泡的影响
3.6 本章小结
第四章 双尺度复合多孔微通道流动沸腾强化传热性能实验研究
4.1 引言
4.2 流动沸腾传热性能测试实验
4.2.1 流动沸腾传热实验测试样品及测试装置
4.2.2 流动沸腾传热实验测试步骤
4.3 实验数据处理与不确定度
4.3.1 实验数据处理
4.3.2 实验测试不确定度
4.4 流动沸腾强化传热性能研究
4.4.1 结构对流动沸腾传热性能影响
4.4.2 微通道浅槽深度对流动沸腾传热性能的影响
4.4.3 微通道间距对流动沸腾传热性能影响
4.4.4 质量流量对流动沸腾传热性能影响
4.4.5 过冷度对流动沸腾传热性能影响
4.5 流动沸腾压降及温度稳定性能研究
4.5.1 结构对压降及温度稳定性的影响
4.5.2 微通道间距对压降及温度稳定性的影响
4.5.3 质量流量对压降及温度稳定性的影响
4.5.4 过冷度对压降及温度稳定性的影响
4.6 流动沸腾气泡可视化研究
4.6.1 结构对流动沸腾气泡的影响
4.6.2 过冷度对流动沸腾气泡的影响
4.6.3 质量流量对流动沸腾气泡的影响
4.7 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
本文编号：3875361
【文章页数】：129 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表及物理名称
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 沸腾传热机理及强化方法
1.2.1 沸腾传热机理
1.2.2 强化沸腾传热方法
1.3 强化沸腾表面结构研究现状
1.3.1 微通道结构强化沸腾
1.3.2 微尺度表面修饰结构强化沸腾
1.3.3 多尺度复合结构强化沸腾
1.4 课题来源及主要研究内容
1.4.1 课题来源
1.4.2 本文主要研究内容
第二章 双尺度复合多孔微通道制造及毛细性能研究
2.1 引言
2.2 双尺度复合多孔微通道设计及加工工艺
2.2.1 双尺度复合多孔微通道设计
2.2.2 内凹孔微通道加工工艺及成形机理
2.2.3 互通孔微通道加工工艺及成形机理
2.3 超声加工微多孔微通道
2.3.1 超声加工装置及机理
2.3.2 不同超声加工参数样品形貌表征
2.3.3 不同超声加工参数样品接触角表征
2.3.4 超声加工样品液滴扩散过程
2.3.5 双尺度微多孔微通道的形貌表征
2.4 超声加工微尺度多孔结构毛细性能研究
2.4.1 毛细上升理论与数据处理
2.4.2 毛细上升实验测试平台与方法
2.4.3 毛细上升高度表征
2.5 本章小结
第三章 双尺度复合多孔微通道池沸腾强化传热性能实验研究
3.1 引言
3.2 池沸腾传热性能测试实验装置及工艺
3.2.1 池沸腾传热实验测试样品
3.2.2 池沸腾传热实验设计
3.2.3 池沸腾传热实验测试步骤
3.3 实验数据处理与不确定度
3.3.1 实验数据处理
3.3.2 实验测试不确定度
3.4 池沸腾强化传热性能研究
3.4.1 结构对池沸腾传热性能影响
3.4.2 微通道间距对池沸腾传热性能影响
3.4.3 过冷度对池沸腾传热性能影响
3.4.4 池沸腾换热性能提升对比分析
3.5 池沸腾气泡可视化研究
3.5.1 池沸腾气泡生长过程
3.5.2 结构对池沸腾气泡的影响
3.5.3 过冷度对池沸腾气泡的影响
3.6 本章小结
第四章 双尺度复合多孔微通道流动沸腾强化传热性能实验研究
4.1 引言
4.2 流动沸腾传热性能测试实验
4.2.1 流动沸腾传热实验测试样品及测试装置
4.2.2 流动沸腾传热实验测试步骤
4.3 实验数据处理与不确定度
4.3.1 实验数据处理
4.3.2 实验测试不确定度
4.4 流动沸腾强化传热性能研究
4.4.1 结构对流动沸腾传热性能影响
4.4.2 微通道浅槽深度对流动沸腾传热性能的影响
4.4.3 微通道间距对流动沸腾传热性能影响
4.4.4 质量流量对流动沸腾传热性能影响
4.4.5 过冷度对流动沸腾传热性能影响
4.5 流动沸腾压降及温度稳定性能研究
4.5.1 结构对压降及温度稳定性的影响
4.5.2 微通道间距对压降及温度稳定性的影响
4.5.3 质量流量对压降及温度稳定性的影响
4.5.4 过冷度对压降及温度稳定性的影响
4.6 流动沸腾气泡可视化研究
4.6.1 结构对流动沸腾气泡的影响
4.6.2 过冷度对流动沸腾气泡的影响
4.6.3 质量流量对流动沸腾气泡的影响
4.7 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
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