電子器件小型化和集成化技術(shù)發(fā)展迅速,功率密度越來越高,散熱問題已成為制約高功率電子器件發(fā)展的主要技術(shù)瓶頸。噴霧冷卻具有散熱能力強(qiáng)、冷卻工質(zhì)需求量小和能夠有效控制溫度等優(yōu)點,在解決電子器件散熱問題方面具有廣闊的應(yīng)用前景。本文提出了在去離子水中添加醇類添加劑以提升噴霧冷卻換熱性能的方法并進(jìn)行了實驗研究。本文主要工作包括以下幾個方面:首先,設(shè)計并搭建了噴霧冷卻實驗臺。整個噴霧冷卻系統(tǒng)包括三個子系統(tǒng),分別為供液和噴霧系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)與圖像采集系統(tǒng),先對每個子系統(tǒng)中自行設(shè)計的元件及所使用的關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行了說明。然后介紹了醇水混合溶液表面張力與接觸角的測量原理與方法,再后說明實驗中參數(shù)的定義及誤差分析方法。其次,測量了醇水混合溶液的表面張力與接觸角,測量結(jié)果表明:醇類添加劑對去離子水基液表面張力和接觸角有顯著的影響,醇水二元混合液的表面張力與接觸角隨著醇類添加劑添加濃度的增加而減小。利用高速攝像機(jī)觀察了噴霧碰壁特性,醇水混合溶液經(jīng)過噴嘴的霧化噴射到被冷卻表面后形成液膜,液膜內(nèi)會有大量氣泡生成。最后,分別以乙醇-水、正丙醇-水、異丙醇-水、正丁醇-水及正戊醇-水的二元混合溶液作為循環(huán)冷卻工質(zhì),進(jìn)行了噴霧冷卻實驗。實驗結(jié)果表明:醇類添加劑對噴霧冷卻換熱性能具有明顯的強(qiáng)化作用,并且存在最佳添加濃度,本實驗中乙醇的最佳添加濃度為4%,在壁面溫度為98℃時,換熱提高了50%;正丙醇的最佳添加濃度為4%,在壁面溫度為102℃時,換熱提高了35.1%;異丙醇的最佳添加濃度為2%,在壁面溫度為100℃時,換熱提高了44.5%;正丁醇的最佳添加濃度為0.5%,在壁面溫度為103℃時,換熱提高了31.1%;正戊醇的最佳添加濃度為0.1%,在壁面溫度為101℃時,換熱提高了9.9%。實驗中還發(fā)現(xiàn):表面溫度不均勻性隨著熱流密度的增加而增大,最高表面溫度點位于加熱表面中心,隨著半徑的增加,表面溫度下降,然后在降到最小值后上升;與去離子水相比,醇水混合溶液對表面溫度不均勻性沒有太大的影響。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN03

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2812261