發(fā)布時間：2017-10-28 00:06

  本文關(guān)鍵詞：基于不同入口角度下矩形微通道熱沉流動和換熱特性研究

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【摘要】：本文建立了恒熱流條件下矩形硅微通道熱沉的三維共軛傳熱模型,基于傳統(tǒng)的N-S方程,利用FLUENT商業(yè)軟件對微通道熱沉內(nèi)單相層流的換熱和流動特性進行了數(shù)值仿真,先對不同尺寸參數(shù)下的微通道熱沉進行數(shù)值模擬,從而根據(jù)流動換熱的數(shù)值模擬結(jié)果選定較佳的尺寸參數(shù),并在此尺寸參數(shù)的基礎(chǔ)上,對不同入口角度下矩形微通道熱沉的流動和換熱特性進行仿真研究,最后采用實驗研究的方式對熱沉系統(tǒng)的能量守恒及流動壓降進行了分析驗證,得出結(jié)論如下:(1)隨著熱沉集合管長度的增加,各微通道內(nèi)的流動均勻性越好,系統(tǒng)的總泵功消耗越低,但是熱沉的最高溫度也隨之升高,熱沉基板的均溫性變差,而對于總熱阻來說,不同集合管長度的熱沉并沒有明顯的差距。(2)隨著通道長度的增加,各熱沉之間的流動均勻性并沒有明顯的改善,熱沉系統(tǒng)的總泵功增加,熱沉的最高溫度基本相同,熱沉基板的均溫性變差,熱沉的總熱阻逐漸降低。(3)對于不同的入口角度而言,均存在著一個相對最佳的出口角度,使得熱沉獲得較好的速度場及溫度場,改善熱沉的對流換熱系數(shù)及總熱阻,從而使得熱沉整體的換熱性能得到提升。(4)實驗結(jié)果表明:隨著流體的體積流量的增大,熱沉進出口流體的溫度差減小,流動壓降增大;實驗結(jié)果與仿真數(shù)據(jù)基本吻合。
【關(guān)鍵詞】：微通道熱沉 入口角度 流動 換熱 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：集美大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK124
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 引言9-18
• 1.1 微通道熱沉的研究背景及意義9
• 1.2 微通道熱沉的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-16
• 1.2.1 微通道內(nèi)單相工質(zhì)的流動和換熱特性10-11
• 1.2.2 微通道內(nèi)沸騰及兩相流的流動與換熱11-12
• 1.2.3 新型的微通道換熱器12-15
• 1.2.4 微通道熱沉的優(yōu)化設(shè)計15-16
• 1.3 本文的研究意義和創(chuàng)新點16
• 1.4 本文的主要內(nèi)容16-18
• 第2章 微通道熱沉的理論分析18-24
• 2.1 微尺度的定義及適用性18
• 2.2 流體力學(xué)及傳熱學(xué)的基本概念18-20
• 2.2.1 熱傳遞18-19
• 2.2.2 流體的流動狀態(tài)19-20
• 2.3 微通道熱沉的數(shù)值模型及假設(shè)20-21
• 2.4 控制方程離散化21-22
• 2.4.1 離散方法21
• 2.4.2 離散格式21-22
• 2.4.3 壓力與速度耦合22
• 2.5 本章小結(jié)22-24
• 第3章 不同結(jié)構(gòu)尺寸對微通道熱沉流動換熱特性影響的數(shù)值模擬24-37
• 3.1 集合管長度對微通道流動換熱特性的影響24-31
• 3.1.1 幾何模型24-25
• 3.1.2 網(wǎng)格劃分25
• 3.1.3 邊界條件25
• 3.1.4 求解方法25-26
• 3.1.5 仿真結(jié)果分析26-31
• 3.2 微通道長度對微通道流動換熱特性的影響31-36
• 3.2.1 幾何模型31-32
• 3.2.2 網(wǎng)格劃分32
• 3.2.3 邊界條件32
• 3.2.4 求解方法32
• 3.2.5 仿真結(jié)果分析32-36
• 3.3 本章小結(jié)36-37
• 第4章 不同入口角度下微通道熱沉的流動換熱特性分析37-50
• 4.1 不同入口角度下微通道熱沉的數(shù)值模型及求解37-43
• 4.1.1 幾何模型37-38
• 4.1.2 網(wǎng)格劃分38-39
• 4.1.3 邊界條件39
• 4.1.4 求解方法39
• 4.1.5 仿真結(jié)果分析39-43
• 4.2 熱沉出口角度的調(diào)整43-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 第5章 矩形微通道熱沉內(nèi)流動和換熱的實驗研究50-54
• 5.1 實驗裝置及流程50-51
• 5.2 實驗數(shù)據(jù)及分析51-53
• 5.3 本章小結(jié)53-54
• 第6章 結(jié)論與展望54-55
• 6.1 結(jié)論54
• 6.2 展望54-55
• 致謝55-56
• 參考文獻56-59
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文59

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本文編號：1105767