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电场对竖直矩形微槽群润湿及表面温度的影响

2020-01-15于樱迎唐瑾晨胡学功

化工进展 2020年1期

于樱迎,唐瑾晨,胡学功,2

(1 中国科学院工程热物理研究所,北京100190;2 中国科学院大学,北京100049)

微槽群热沉因可使液体在其结构内形成具有高强度蒸发换热能力的薄液膜而具有很强换热能力[1],并广泛应用在电子设备冷却、大功率激光器、LED 芯片散热等领域[2]。然而,作为被动式换热,其固定的微槽结构易产生毛细极限。通过优化微槽尺寸[3],表面处理[4-5]等方式可以强化换热,但会增加成本,对加工工艺等提出了较高要求。电水动力学(electrohydrodynamic,EHD)因功耗小、可靠性强、强化换热效果显著等优势被认为是较为可行的主动强化换热方式[6]。电场因其对流体工质施加的库仑力[7]、电泳力[8]等作用可以驱动微槽内液体从液池流动到干涸区域,从而减缓干涸,强化润湿,进而强化微槽换热。

微槽群润湿特性和表面温度特性对评价微槽换热性能有重要意义。迄今,无电场作用时微槽内润湿特性[2,9-10]、表面温度[11]等特性已经有了较为全面的理论与实验研究。电场对微槽内液体润湿特性的理论研究表明[12],因为电场力对微槽内流体的作用,电场可以强化微槽润湿。然而,电场作用下微槽润湿特性和表面温度特性的研究较少。目前温度测量主要局限在接触式测温上,测温元件产生的界面热阻,可能会对原有温度场造成影响;且接触式测温只能测量局部温度,得不到整体温度分布[11]。同时,当微槽群热沉处于电场环境下时,外加电场会对热电偶的测量产生无法估计的影响而导致测温结果不准确。……

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