陈启涵，李慧君

圆形微肋阵肋间距对换热及流动特性数值分析

陈启涵，李慧君

（华北电力大学 能源动力与机械工程学院，河北 保定 071003）

由微肋阵构成的换热器是解决大规模集成电路存在热障问题的装置。基于CFD软件，对3种不同肋间距的圆形微肋阵进行模拟计算，分析了在不同质量流速和热流密度时肋间距对换热和流动特性的影响，并得到最佳的肋间距。结果表明，出口干度与热流密度和肋间距成正比，与质量流速成反比。压差与热流密度和质量流速成正比，与肋间距成反比。相同工况下，肋间距越大的微通道换热系数越大，但壁面温度越高；肋间距的减小最大可使出口干度减小15.03%，压差增大38.01%。在综合考虑换热和流动特性的情况下，最佳肋间距为1.2 mm。

微肋阵；间距；换热特性；流动特性；数值模拟

0 引言

如今计算机和手机等电子产品已成为人们必不可少的用品。这些电子产品是由高度集成的晶体管组成，根据摩尔定律，电子芯片每18个月集成度就会增加一倍，现如今单位面积上的晶体管个数已达到每平方毫米1.012 3亿个，整个芯片的热流密度也早已突破106W/m2 [1]。研究表明，电子元件在70~80 ℃的环境下工作，每提高1 ℃，其可靠性就会下降5%[2]，在90 ℃工作的可靠性与40 ℃时相比下降6.5倍[3]。由此可见，散热问题是当今限制电子产品发展的问题之一。微通道热沉具有体积小、可靠性高、传热能力强等优势成为如今大规模集成电路散热的主要手段，所以对微通道热沉的流动和换热特性进行研究更为重要。……