不同水力直径的微通道换热性能研究开题报告

 2021-08-08 12:08

1. 研究目的与意义

1.随着科学技术的发展,电子、机械、生物等设备都朝着小型化、高度集成化、高频化方向发展,设备内部部件的功耗越来越大,产生的热量也随之增高。

在设备总热量不变的情况下,设备的微型化意味着单位面积或单位体积上需要散去的热量增加,即散热的热流密度增大,才能保证温度不变。

2.与传统换热器相比,由于通道物理尺寸的大幅度减小,随之带来了与常规物理尺寸传热传质和流动不同的物理效应和现象。

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2. 国内外研究现状分析

国外:1981年,Tuckerman与Pease[1] 首先对微通道进行了实验研究,他们提出可以在芯片的背面通过蚀刻的方式做出微通道,以水作为工作流体,带走芯片上的热量,达到冷却的目的。

以此为基础,他们在1cm1cm的硅板上开了一系列宽50μm,深302μm,间隔50μm的微通道,进行了以水为工作介质的流动与传热实验研究,并认为其能够对加热功率790W/cm2的发热件进行良好的冷却。

1985年,Swife,Migliori和Wheatley研制出了用于两流体热交换的微通道换热器。

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3. 研究的基本内容与计划

(1)熟练掌握Pro/E等三维建模软件,建立不同水力直径的圆形微通道模型,运用Fluent对不同水力直径的微通道进行数值模拟,研究不同水力直径的微通道单相传热过程,获得并分析速度场、温度场与压力场,以已发表文献的实验数据验证模型的可靠性。

(2)对三角形、梯形微通道进行建模并数值计算,比较水力直径对三种截面微通道的影响差别,研究进口温度、流速对换热系数与压降的变化规律。

a)查阅资料,完成开题报告。

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4. 研究创新点

比较了三角形,梯形,圆形三种不同截面的微通道,并研究了它们水力直径变化对换热系数影响的不同规律。

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