兩相流微通道換熱特性的仿真與實驗研究.pdf

1、隨著新興的MEMS技術不斷發(fā)展，電子器件的特征尺寸逐步進入亞微米量級。高性能IC芯片由于空間熱流密度不均而形成的局部熱點提高了芯片的最高結溫，嚴重地降低了電子設備的性能和可靠性。兩相流微通道散熱器可以有遠超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。為了進一步加深對微通道內兩相流動換熱特性的認識和彌補實驗研究方式的不足，對微通道兩相流動展開數(shù)值仿真研究具有十分重要的意義。
　　本文在分

2、析了微尺度效應和流動傳熱基本理論的基礎上，圍繞微通道內兩相流動的換熱特性，主要完成了以下幾方面的內容：
　?。?）與之前使用實驗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)值仿真方法對微通道兩相流動現(xiàn)象進行研究，提出了一套針對微通道內流動沸騰現(xiàn)象的數(shù)值仿真方法。仿真方法考慮到了微通道內的低雷諾數(shù)效應和相變過程質量轉移，可以較為真實地仿真微通道兩相流動的換熱和壓降特性。
　?。?）在提出微通道流動沸騰數(shù)值仿真方法的基礎上，

3、對微通道內兩相流動換熱特性展開仿真研究。主要針對入口速度、制冷工質、微通道的幾何形狀參數(shù)等因素設置參照進行數(shù)值仿真，依據(jù)仿真結果研究其對兩相流動換熱特性的影響。
　?。?）為了對流動沸騰數(shù)值仿真結果進行對比分析，成功設計加工了微通道兩相流動實驗系統(tǒng)，解決了小體積大功率熱源模擬，實驗裝置的組合設計和結構密封難題。為微通道兩相流動實驗設計了標準實驗步驟，對微通道流動沸騰過程中的溫度、壓力數(shù)據(jù)進行了采集和分析。實驗結果表明，數(shù)值仿真方法