兩相流微通道換熱特性的仿真與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著新興的MEMS技術(shù)不斷發(fā)展，電子器件的特征尺寸逐步進(jìn)入亞微米量級(jí)。高性能IC芯片由于空間熱流密度不均而形成的局部熱點(diǎn)提高了芯片的最高結(jié)溫，嚴(yán)重地降低了電子設(shè)備的性能和可靠性。兩相流微通道散熱器可以有遠(yuǎn)超100W/cm2的散熱效率，而且具有更好的溫度一致性、更小的體積和更少的冷卻劑用量等優(yōu)點(diǎn)。為了進(jìn)一步加深對(duì)微通道內(nèi)兩相流動(dòng)換熱特性的認(rèn)識(shí)和彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)研究方式的不足，對(duì)微通道兩相流動(dòng)展開(kāi)數(shù)值仿真研究具有十分重要的意義。
　　本文在分

2、析了微尺度效應(yīng)和流動(dòng)傳熱基本理論的基礎(chǔ)上，圍繞微通道內(nèi)兩相流動(dòng)的換熱特性，主要完成了以下幾方面的內(nèi)容：
　?。?）與之前使用實(shí)驗(yàn)方式研究微通道兩相流現(xiàn)象不同，本文主要考慮采用數(shù)值仿真方法對(duì)微通道兩相流動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行研究，提出了一套針對(duì)微通道內(nèi)流動(dòng)沸騰現(xiàn)象的數(shù)值仿真方法。仿真方法考慮到了微通道內(nèi)的低雷諾數(shù)效應(yīng)和相變過(guò)程質(zhì)量轉(zhuǎn)移，可以較為真實(shí)地仿真微通道兩相流動(dòng)的換熱和壓降特性。
　?。?）在提出微通道流動(dòng)沸騰數(shù)值仿真方法的基礎(chǔ)上，

3、對(duì)微通道內(nèi)兩相流動(dòng)換熱特性展開(kāi)仿真研究。主要針對(duì)入口速度、制冷工質(zhì)、微通道的幾何形狀參數(shù)等因素設(shè)置參照進(jìn)行數(shù)值仿真，依據(jù)仿真結(jié)果研究其對(duì)兩相流動(dòng)換熱特性的影響。
　?。?）為了對(duì)流動(dòng)沸騰數(shù)值仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，成功設(shè)計(jì)加工了微通道兩相流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，解決了小體積大功率熱源模擬，實(shí)驗(yàn)裝置的組合設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)密封難題。為微通道兩相流動(dòng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)步驟，對(duì)微通道流動(dòng)沸騰過(guò)程中的溫度、壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集和分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，數(shù)值仿真方法