隨著MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS)技術(shù)不斷發(fā)展,計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)等微電子設(shè)備領(lǐng)域微型化和小型化速度不斷提升,單位空間散熱量急劇增加,嚴(yán)重影響微電子設(shè)備的正常運(yùn)行。探尋高效緊湊的微型散熱設(shè)備,實(shí)現(xiàn)電子元器件微小空間的高效散熱不僅具有科學(xué)意義而且具有重大的工程應(yīng)用價(jià)值。近年來,微通道沸騰換熱因汽化潛熱的釋放而具有較大的熱傳遞能力,同時(shí)作為一種高效微型散熱結(jié)構(gòu),因面體比大、傳熱系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn),受到研究者越來越多的關(guān)注。本文以微柱群通道為例,搭建了加熱與流動(dòng)一體化微柱群換熱實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。采用去離子水為工質(zhì),實(shí)驗(yàn)研究了工質(zhì)流經(jīng)高度和直徑均為500?m的微圓柱組成的叉排微柱群通道時(shí)兩相摩擦壓降和沸騰換熱特性,并采用高速攝像機(jī)記錄了通道內(nèi)不同加熱功率下的沸騰流型與摩擦壓降和沸騰換熱之間的關(guān)系。最后通過對(duì)微通道三種不同截面形狀肋片沸騰換熱實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)值與經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式值進(jìn)行對(duì)比分析,在經(jīng)驗(yàn)公式基礎(chǔ)上,考慮了兩相摩擦因子因素對(duì)沸騰換熱的影響,對(duì)沸騰關(guān)聯(lián)式進(jìn)行了修正,得到新的沸騰換熱關(guān)聯(lián)式。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:同一質(zhì)量流速下,隨著熱流密度的提高,兩相摩擦壓降不斷增大而沸騰換熱系數(shù)均呈現(xiàn)出急劇下降的趨勢(shì)。受微圓柱形狀和排列方式影響,摩擦壓降隨質(zhì)量流速的增大而增大,隨熱流密度呈線性增長(zhǎng),此時(shí)通道內(nèi)沸騰發(fā)展到完全飽和沸騰狀態(tài),質(zhì)量流速對(duì)換熱系數(shù)影響減弱,沸騰換熱系數(shù)均趨于穩(wěn)定。隨著工質(zhì)干度升高,通道內(nèi)的沸騰狀態(tài)趨于一致,由過冷度帶來的摩擦壓降和沸騰換熱影響減弱。通過高速攝像機(jī)對(duì)微通道內(nèi)流動(dòng)沸騰拍攝,得出氣液流型隨熱流密度變化依次為:泡狀流、環(huán)狀流。泡狀流區(qū)局部沸騰換熱系數(shù)明顯高于環(huán)狀流區(qū)而兩相摩擦壓降趨勢(shì)與之相反。采用不同肋片截面形狀、不同質(zhì)量流速下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)值與Mudawar關(guān)聯(lián)式值進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果顯示:當(dāng)微通道中肋片截面形狀為圓形形狀時(shí),隨著蒸汽干度升高,關(guān)聯(lián)式預(yù)測(cè)值低于實(shí)驗(yàn)值。本文考慮了兩相摩擦因子對(duì)沸騰換熱的影響,對(duì)Mudawar關(guān)聯(lián)式進(jìn)行了修正。最后選取了三種肋片截面形狀下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)值與修正后的關(guān)聯(lián)式值進(jìn)行了誤差分析,得到了新的微通道沸騰換熱關(guān)聯(lián)式。
【學(xué)位單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH-39
【部分圖文】：

接觸熱阻的存在增大了傳熱的不穩(wěn)定性和不確定性，給傳熱帶來不可為減小傳熱中的熱阻減小熱損失和計(jì)算中的誤差，實(shí)驗(yàn)段加熱和通道一體化加工方式制作。微柱群陣列采用精密機(jī)械雕刻機(jī)(YF-DA7060雕刻出矩形通道及其內(nèi)部形狀為圓形叉排排列的微柱群陣列。它們不的流動(dòng)起到擾流作用，而且有效傳熱面積得到增加。微柱群陣列電鏡圖 2-1 所示。

質(zhì)預(yù)熱的程度。等入口處的溫度達(dá)到實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，即可開始各參數(shù)的測(cè)熱采用直流穩(wěn)壓電源(芯馳，SDC36100S)對(duì)實(shí)驗(yàn)段進(jìn)行加熱，通過對(duì)實(shí) T 型熱電偶對(duì)加熱溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)驗(yàn)段進(jìn)出口安放差壓變送器(Rosem)對(duì)實(shí)驗(yàn)通道中的壓力進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)所有數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定時(shí)，作為一個(gè)穩(wěn)過數(shù)據(jù)采集軟件(Fluke2638A)采集記錄到電腦中作為該狀態(tài)下的實(shí)驗(yàn)數(shù)動(dòng)高速攝像機(jī)對(duì)通道內(nèi)氣液流型進(jìn)行可視化拍攝。圖 2-4 為實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)

氣體過濾裝置

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號(hào)：2831875