為解決大功率電力電子設(shè)備散熱問題,設(shè)計(jì)了射流微通道散熱器,并搭建了實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng)對不同體積流量和加熱功率下射流微通道散熱器的傳熱和流動(dòng)特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著體積流量的增加,射流微通道散熱器的換熱量不斷提高,在測試流量下,最高能夠滿足1 000 W的散熱需求。射流微通道散熱器換熱系數(shù)和進(jìn)出口壓差均隨體積流量的增加而增大,但換熱系數(shù)增大的幅度逐漸降低,而進(jìn)出口壓差增加的幅度逐漸增加,因此散熱器在小驅(qū)動(dòng)功耗下,增加驅(qū)動(dòng)功耗對于改善換熱效果更顯著。 

【文章來源】：電力電子技術(shù). 2020,54(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

圖１實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng)圖??Ｆｉｇ．?１?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｔｅｓｔ?ｓｙｓｔｅｍ??

平均溫度；ｒｆ為散熱器進(jìn)出口??工質(zhì)溫度的平均值；４為散熱面面積。??實(shí)驗(yàn)工質(zhì)采用去離子水，其相關(guān)參數(shù)值采用??插值法從物性參數(shù)表中得到。??工質(zhì)流經(jīng)射流微通道散熱器所需的功耗為：??Ｐ＝ｑＡｐ?（３）??式中：如為射流微通道散熱器進(jìn)出口壓差。??３實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析??實(shí)驗(yàn)中采用去離子水為工質(zhì)，測試了體積流??量為０．５￣３?Ｌ／ｍｉｎ范圍內(nèi)，加熱功率從２００?Ｗ開始??以２００?Ｗ的梯度遞增至１?０００?Ｗ或加熱面溫度超??過６５丈，射流微通道散熱器的流動(dòng)與傳熱特性。??圖２為射流微通道散熱器在體積流量為３?Ｌ／??ｍｉｎ時(shí)，各測點(diǎn)溫度隨時(shí)間的變化。從圖中可以看??出，隨著加熱功率階梯式的遞增，模擬熱源溫度、??散熱面溫度和工質(zhì)出口溫度均明顯呈階梯上升，??熱源面與散熱面間的溫差也越來越大。這是由于??隨著加熱功率的增加使得換熱溫差加大，而且模??擬熱源與散熱面之間存在接觸熱阻，所以二者之??間的溫度差距也越來越大。由溫度變化曲線可以??看出，射流微通道散熱器的響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性??好。從改變加熱功率到模擬熱源溫度趨于穩(wěn)定的??時(shí)間約１?ｍｉｎ，穩(wěn)定后溫度幾乎沒有波動(dòng)。??圖２測點(diǎn)溫度隨時(shí)間變化情況??Ｆｉｇ．?２?Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ?ｐｏｉｎｔ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｃｈａｎｇｅｓ?ｗｉｔｈ?ｔｉｍｅ??圖３為在不同體積流量下，模擬熱源溫度隨??加熱功率的變化情況。從圖中可以看出，加熱功率??越大、體積流量越小，模擬熱源面的溫度越高。這??是因?yàn)轶w積流量越小，散熱器換熱效果越差；加熱??功率越大，散熱器內(nèi)工質(zhì)溫度越高，換熱溫差增??大，所以模擬熱源溫度越高。在模擬熱源不超過??６５尤條件下，

明顯呈階梯上升，??熱源面與散熱面間的溫差也越來越大。這是由于??隨著加熱功率的增加使得換熱溫差加大，而且模??擬熱源與散熱面之間存在接觸熱阻，所以二者之??間的溫度差距也越來越大。由溫度變化曲線可以??看出，射流微通道散熱器的響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性??好。從改變加熱功率到模擬熱源溫度趨于穩(wěn)定的??時(shí)間約１?ｍｉｎ，穩(wěn)定后溫度幾乎沒有波動(dòng)。??圖２測點(diǎn)溫度隨時(shí)間變化情況??Ｆｉｇ．?２?Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ?ｐｏｉｎｔ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｃｈａｎｇｅｓ?ｗｉｔｈ?ｔｉｍｅ??圖３為在不同體積流量下，模擬熱源溫度隨??加熱功率的變化情況。從圖中可以看出，加熱功率??越大、體積流量越小，模擬熱源面的溫度越高。這??是因?yàn)轶w積流量越小，散熱器換熱效果越差；加熱??功率越大，散熱器內(nèi)工質(zhì)溫度越高，換熱溫差增??大，所以模擬熱源溫度越高。在模擬熱源不超過??６５尤條件下，當(dāng)工質(zhì)體積流量達(dá)到２．５?Ｌ／ｍｉｎ以上??時(shí)，射流微通道散熱器的換熱量高達(dá)１?０００?Ｗ。??圖３模擬熱源溫度隨加熱功率的變化情況??Ｆｉｇ．?３?Ｈｅａｔ?ｓｏｕｒｃｅ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ａｓ?ａ?ｆｕｎｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｈｅａｔｉｎｇ?ｐｏｗｅｒ??圖４為不同加熱功率下，射流微通道散熱器??換熱系數(shù)隨工質(zhì)體積流量的變化情況。由圖可見，??隨著體積流量的增大，散熱器的換熱系數(shù)不斷提??高，增加幅度略有降低，但在測試范圍內(nèi)接近線性??關(guān)系。在實(shí)驗(yàn)測試的流量范圍內(nèi)提高體積流量對??１１??


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