南京工业大学 | 新型微通道散热器传热与流动特性的数值研究

Li Sun  , Juan Li  , Hao Xu  , Jie Ma  , Hao Peng

微通道冷却技术是解决高热通量器件散热问题的有效方法。在这项研究中，设计了模仿特斯拉阀（MCTV）的微通道散热器，安装了扇形凸块（MCSB）和菱形凸块（MCDB）。与具有相同传热面积的直微通道相比，对三种创新微通道散热器的传热和流动特性（Nu、f和性能评估标准PEC）进行了数值研究。结果表明，MCTV、MCSB和MCDB的Nu分别增加了102.3%、111.2%和94.8%，而这些结构的f分别增加了3.21倍、3.14倍和2.81倍，Re为800。三种新型微通道的PEC比直微通道的大。这可以归因于创新结构引起的流动分离和收敛，导致热边界层的周期性中断和重新发展，以促进边界层内外流体的动量和能量交换。由于PEC最大，进一步分析了几何参数对MCSB热性能的影响。结果表明，MCSB的Nu随着扇形凸块角度θ的增加和弧半径r的减小而增加。当Re≥700时，MCSB在70°C以下的Tmax为1.4mm，θ为15°，适用于电子器件的散热应用。

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