微通道熱沉的流動(dòng)與傳熱特性數(shù)值研究.pdf

1、本文針對(duì)高密度、小體積和高集成度電子產(chǎn)品的散熱問題進(jìn)行研究?；跀?shù)值計(jì)算方法，首先對(duì)典型的單層平行微通道熱沉進(jìn)行研究，在此基礎(chǔ)上，采用單一變量的方法分別對(duì)矩形截面微通道熱沉做了詳細(xì)研究，分析了矩形長(zhǎng)寬比對(duì)熱沉熱阻和壓力損失的影響;然后比較不同形狀、不同材料微通道熱沉性能;最后選擇兩種新型微通道熱沉進(jìn)行研究，分析雙層微通道熱沉和微楔擾流微通道熱沉對(duì)于提高熱沉性能的作用。
　　本文的計(jì)算結(jié)果與前人實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好，進(jìn)而驗(yàn)證了傳統(tǒng)的N-

2、S方程和傳熱理論對(duì)微尺度下的流動(dòng)仍然適用。研究表明，長(zhǎng)寬比對(duì)矩形截面微通道熱沉性能影響很大，長(zhǎng)寬比越大熱沉熱阻越小，傳熱性能越好，同時(shí)壓力損失也越大。通過比較相同功率消耗下的熱沉熱阻發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)寬比為8.904-11.442范圍內(nèi)的矩形微通道具有最佳的綜合性能。
　　然后比較了矩形、梯形和三角形三種截面形狀的微通道熱沉的流動(dòng)和傳熱特性。在截面積、水力直徑均相同的情況下，矩形微通道熱沉具有最佳的傳熱性能，三角形微通道熱沉傳熱最差，梯形介

3、于兩者之間。同時(shí)，我們也討論微通道條數(shù)對(duì)熱沉性能的影響，發(fā)現(xiàn)在給定條件下，微通道的數(shù)目一般能取到一個(gè)最佳值。
　　通過對(duì)不同材料微通道熱沉的研究發(fā)現(xiàn)，材料對(duì)微通道熱沉的流動(dòng)和傳熱性能影響也很大。其他條件相同的情況下，銅質(zhì)熱沉具有最小熱阻，鋼質(zhì)熱沉熱阻最大，而且鋼質(zhì)熱沉壓力損失也最大。鋁質(zhì)熱沉的流動(dòng)和傳熱特性都要優(yōu)于硅質(zhì)熱沉。
　　最后，我們選擇兩種新型微通道熱沉進(jìn)行研究，分析雙層微通道熱沉和微楔擾流微通道熱沉對(duì)于提高熱沉性能