Yu Xu , Runhui Wang , Zhaohao Xu
随着航空电子设备的不断集成和小型化,微针翅片散热器(MPFHS)已成为热管理不可或缺的一部分;然而,传统的几何形状和入口-出口配置无法满足先进的高热通量冷却需求。本研究对垂直于加热壁的五种入口-出口配置(A1-A5)在40-80W/cm2下的非传统花瓣状MPFHS的热工水力特性进行了系统研究,超过了先前文献中报道的最大31W/cm2。以1-4L/min的速度用水,入口温度为10°C和20°C。通过数值模拟评估了特性,并通过实验验证了最佳配置。数值结果表明,A2达到了最佳性能。在60 W/cm2和20°C的典型条件下,其传热系数(34.07–39.81 kW/m2 K)比传统A4提高了8.9%–20.3%,加热壁温度不均匀性(0.102–0.186)降低了47.3%–79.6%,流动阻力(1.82–21.86 kPa)降低了76.6%–77.5%。这种优势源于中心内-外围外设计实现的均匀流量分布和增强的流量扰动。A2的性能评估标准为1.79-1.95,反映了传热增强和压降损失之间的最佳平衡。对于操作参数,增加流量促进传热,而热通量和入口温度主要影响温度响应特性。实验结果与模拟结果一致,特别是在较高流速下。本研究解决了非传统MPFH进出口配置优化方面的一个关键研究空白,并为高热通量航空电子设备热管理中的花瓣状散热器提供了强有力的理论和实践指导。
Xu, Y., Wang, R., & Xu, Z. (2026). Effects of inlet–outlet configurations on thermal–hydraulic characteristics of a petaloid micropin-fin heat sink. Applied Thermal Engineering, 293, 130468.
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