吕远征， 夏国栋， 陈永昌

(北京工业大学 环境与能源工程学院，北京 100124)

MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)技术使微电子产业产生了革命性的进步，数量庞大的电子器件可被集成于狭小空间内却不影响功能实现，这种优势得到了航天、汽车和计算机等行业的青睐。然而高度集成的微型器件通常会产生大量热量，其热流密度可超过100 W/cm2量级[1]，若不能及时排出多余的热量，很容易造成经济损失甚至引发生产安全事故。在微尺度条件下，传统的散热方法效果一般，相关行业对适用微尺度高效热沉的需求十分迫切。

目前工程上主要通过强化冷却剂在微尺度结构中的对流换热来设计高效热沉[2]，微尺度结构常采用直管、蛇形管或者多层复杂结构，其截面可以是矩形、圆形甚至具有特殊设计的异形截面等[3-6]。除上述结构外，射流冲击是一种效率极高的换热形式，即使选择非相变材料作为冷却剂，仍然可以在冲击面的驻点附近产生非常高的换热系数[7]，在常规尺度下，可在换热面附加一定形式的振动，利用工质的脉动可有效强化换热性能[8-9]，高度集成的微电子器件不适宜高烈度振动，但利用非连续射流冲击可以获得类似的效果[10]。周定伟等[11-12]深入地研究了单孔连续微射流的换热特性，对工质物性、喷嘴参数、射流参数等进行了详细的考察，并总结了传热的一般特性；Uysal等[13]对单排射流的几何参数和排列方式进行研究，认为渐变喷嘴排列方式可以提高换热系数；Dhir[14]对方阵射流的传热特性进行研究，发现雷诺数是影响换热能力的主要因素；……