侧壁凹槽结构微通道流动与换热特性

• Published in: 河南理工大学学报（自然科学版） Vol. 44; no. 2; pp. 99 - 107
• Main Authors: 朱崎峰, 崔阳, 赵同乐, 温小萍, 孙好雷, 和文强
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 河南理工大学 机械与动力工程学院,河南 焦作 454000 01.03.2025; 河南新飞制冷器具有限公司 技术研发中心,河南 新乡 453004%河南理工大学 机械与动力工程学院,河南 焦作 454000%河南新飞制冷器具有限公司 技术研发中心,河南 新乡 453004
• Subjects: microchannel; Nusselt number; 传热; groove; 努塞尔数; heat transfer; 微通道; 凹槽
• ISSN: 1673-9787
• DOI: 10.16186/j.cnki.1673-9787.2022050041

TK124; 目的 为探究凹槽形状对微通道热沉内液体流动与换热性能的影响,寻找适用于微通道流动减阻和强化传热的最优凹槽几何结构,以提高微通道热沉的冷却效率,方法 通过试验测试不同体积流量下去离子水在扇形凹槽结构微通道、水滴形凹槽结构微通道和梯形凹槽结构微通道内的进出口压力降和温升,采用流动摩擦因子、平均努塞尔数、强化传热因子和场协同数评价不同微通道内液体强制对流的流动和换热性能,并与光滑微通道的性能进行对比.结果 随着体积流量增加,微通道内液体流动压降、平均努塞尔数和强化传热因子增大,流动摩擦因子、进出口温差和场协同数则相应减小,表明微通道内液体流动的泵耗功率增大,但其对流换热性能和换热效率却均得到显著提升;3种凹槽结构内液体流动压降和平均摩擦因子均小于光滑微通道,降低了流动的泵耗功率;在液体流量较大时,水滴形凹槽结构微通道和梯形凹槽结构微通道的换热性能和换热效率均优于光滑微通道;扇形凹槽结构微通道的换热性能和换热效率最好,其平均努塞尔数和综合强化传热因子最高分别达到7.81和1.32.结论 研究结果为改进微通道设计以解决超大规模集成电路芯片冷却问题提供了参考.