自第二次工業(yè)革命以來,電子行業(yè)逐漸向著設(shè)備微型化、智能化方向發(fā)展。電子芯片的散熱功率迅速增加,熱流密度可達(dá)上百瓦每平方厘米,為確保電子設(shè)備的安全穩(wěn)定工作,熱交換裝置的設(shè)計(jì)就顯得尤為重要了。本文根據(jù)混沌混合的原理研究設(shè)計(jì)新型的微通道熱沉,為了進(jìn)一步提高微熱沉性能,用納米流體作為冷卻介質(zhì),結(jié)果表明效果優(yōu)良,主要工作具體如下:首先,綜述微通道內(nèi)納米流體傳熱的研究現(xiàn)狀,分析了提高微熱沉性能的幾種潛在機(jī)理,發(fā)現(xiàn)通道內(nèi)的對(duì)流、熱邊界層的破壞對(duì)傳熱性能有很大影響。此外,增大散熱面積和采用納米流體作為工質(zhì)也能一定程度強(qiáng)化傳熱�？紤]換熱和摩擦阻力,使用相同泵功率下的努塞爾系數(shù)對(duì)換熱性能進(jìn)行評(píng)估。其次,在介紹的微尺度流動(dòng)理論的基礎(chǔ)上,分析微尺度化引起的問題;討論計(jì)算流體力學(xué)基本方程、數(shù)值模擬計(jì)算模型和本文所采用的非均勻兩相流模型;另外,對(duì)數(shù)值模擬的邊界條件、模擬過程以及方法進(jìn)行說明,為后續(xù)研究提供理論基礎(chǔ)。然后,設(shè)計(jì)了帶交錯(cuò)梯形脊肋陣列微熱沉陣列,數(shù)值模擬了微通道內(nèi)的流動(dòng)與換熱,得到了不同雷諾數(shù)下梯形脊肋陣列的溫度和速度分布,分析了各種流動(dòng)參數(shù)和脊肋的幾何參數(shù)對(duì)微通道熱沉的影響。研究結(jié)果表明:通過對(duì)強(qiáng)化換... 

【文章來源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究的背景
    1.2 微通道內(nèi)納米流體傳熱的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 納米流體傳熱的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 微通道熱沉的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 研究方法
    1.3 微熱沉的在太陽能中的運(yùn)用
    1.4 本文研究的意義
    1.5 論文的主要內(nèi)容
第二章 微流動(dòng)理論與數(shù)值計(jì)算方法
    2.1 微尺度流動(dòng)理論
        2.1.1 微尺度化引起的問題
        2.1.2 微尺度模型
        2.1.3 微尺度流動(dòng)的狀態(tài)
    2.2 數(shù)值模擬理論模型
        2.2.1 計(jì)算流體力學(xué)基本方程
        2.2.2 多相流模型
        2.2.3 非均勻兩相流模型
    2.3 數(shù)值模擬的計(jì)算方法
        2.3.1 有限體積法基礎(chǔ)
        2.3.2 邊界條件和初始條件
        2.3.3 數(shù)值模擬過程
    2.4 本章小結(jié)
第三章 帶交錯(cuò)梯形脊肋陣列熱沉的分析與優(yōu)化
    3.1 帶交錯(cuò)梯形脊肋陣列微通道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2O₃-H₂O納米流體的數(shù)值模型">    3.2 Al₂O₃-H₂O納米流體的數(shù)值模型
        3.2.1 控制方程
        3.2.2 流動(dòng)及熱邊界條件
        3.2.3 求解方法及參數(shù)設(shè)置
2O₃/水納米流體導(dǎo)熱系數(shù)模型">    3.3 Al₂O₃/水納米流體導(dǎo)熱系數(shù)模型
2O₃/水納米流體導(dǎo)熱系數(shù)模型">        3.3.1 Al₂O₃/水納米流體導(dǎo)熱系數(shù)模型
2O₃-H₂O納米流體導(dǎo)熱系數(shù)自定義函數(shù)">        3.3.2 Al₂O₃-H₂O納米流體導(dǎo)熱系數(shù)自定義函數(shù)
    3.4 網(wǎng)格的劃分和有效性驗(yàn)證
        3.4.1 網(wǎng)格的生成及無關(guān)性驗(yàn)證
        3.4.2 數(shù)值模型的有效性驗(yàn)證
    3.5 帶交錯(cuò)梯形脊肋陣列納米流體傳熱分析
        3.5.1 肋形的選擇
        3.5.2 納米流體的影響
        3.5.3 流型的分析
        3.5.4 強(qiáng)化換熱機(jī)制分析
    3.6 雙層帶交錯(cuò)梯形脊肋陣列的參數(shù)化研究
        3.6.1 梯形肋寬的優(yōu)選
        3.6.2 梯形肋前楔角的優(yōu)選
        3.6.3 梯形肋高的優(yōu)選
        3.6.4 梯形肋間距的優(yōu)選
    3.7 本章小結(jié)
第四章 帶有V型斜肋的微通道熱沉的分析與優(yōu)化
    4.1 微熱沉器結(jié)構(gòu)的總體模型
        4.1.1 帶有V型斜肋微通道熱沉的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.1.2 V型斜肋微通道的結(jié)構(gòu)
    4.2 數(shù)值模型
        4.2.1 邊界條件
        4.2.2 有效性驗(yàn)證
    4.3 微通道散熱器在流場(chǎng)內(nèi)的傳熱分析
        4.3.1 納米顆粒體積分?jǐn)?shù)的影響
        4.3.2 全局三維流型
        4.3.3 Z方向上的溫度比較
    4.4 單側(cè)V型斜肋的機(jī)理分析
        4.4.1 橫截平面流型分析
        4.4.2 微通道溫度的分析
        4.4.3 單側(cè)V形肋強(qiáng)化傳熱機(jī)理
    4.5 雙側(cè)V型斜肋的機(jī)理分析
        4.5.1 橫截平面流型分析
        4.5.2 微通道溫度的分析
        4.5.3 雙側(cè)V型肋強(qiáng)化傳熱機(jī)理
    4.6 帶有V型斜肋的微通道熱沉的結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        4.6.1 V型肋張角對(duì)熱沉效果的影響
        4.6.2 V型肋高對(duì)換熱的影響
        4.6.3 V型肋肋間距對(duì)換熱的影響
        4.6.4 V型肋長(zhǎng)對(duì)熱沉的影響
        4.6.5 帶有V型斜肋的微通道的結(jié)構(gòu)改進(jìn)
    4.7 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 本文主要結(jié)論
    5.2 存在的問題和展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]納米流體強(qiáng)化傳熱機(jī)理研究[D]. 李強(qiáng).南京理工大學(xué) 2004



本文編號(hào)：2930358