局部加密的正弦波纹微通道强化传热的数值研究
2021-11-01张晓蒙马丹丹夏国栋
东北电力大学学报 2021年4期
张晓蒙,马丹丹,夏国栋
(北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室,传热与能源利用北京市重点实验室,北京 100124)
随着微电子技术的飞速发展,微电子器件不断向集成度更高、功率更大、速度更快、更加微型化的方向发展.微电子器件的有效散热也受到了巨大的挑战.传统的散热方式已不能满足要求,散热问题已经成为制约微电子技术进一步发展的重要因素.
1981年,Turkerman和Peace等[1]首次提出了“微通道热沉”的概念.与常规通道相比,微通道热沉具有比表面积大、自重轻、体积小等优点被认为是解决高热流密度微型设备散热问题的有效方法.为了提高微通道热沉的散热能力各国学者进行了大量研究.一方面通过增强换热工质的导热系数来强化对流换热效果,如 “纳米流体”它是将一定量的纳米级金属或非金属粒子通过一定的方式添加到水、醇或油等传统液体中,形成均匀、稳定地新型介质[2].研究表明纳米流体可以显著的增强液体工质的传热性能[3-4].另一方面通过改变微通道的结构,增加换热面积、增强流体扰动从而增强对流换热效果.如:水滴型微凹穴微通道[5]、扇形凹穴周期变截面微通道[6-7]、微柱微通道[8].
对于矩形直通道其流线几乎平直于通道壁面,其热边界层通常会沿冷却剂流动的方向增厚.Sui等[9]提出了正弦波纹微通道,发现其压降损失比强化传热小得多.Morteza等[10]以纯水为冷却剂,对三角形、梯形和正弦曲线进行了实验研究,结……
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