本文選題：微通道 + 數(shù)值仿真��； 參考：《電子科技大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：隨著新興的MEMS技術(shù)不斷發(fā)展,電子器件的特征尺寸逐步進(jìn)入亞微米量級(jí)。高性能IC芯片由于空間熱流密度不均而形成的局部熱點(diǎn)提高了芯片的最高結(jié)溫,嚴(yán)重地降低了電子設(shè)備的性能和可靠性。兩相流微通道散熱器可以有遠(yuǎn)超100W/cm2的散熱效率,而且具有更好的溫度一致性、更小的體積和更少的冷卻劑用量等優(yōu)點(diǎn)。為了進(jìn)一步加深對(duì)微通道內(nèi)兩相流動(dòng)換熱特性的認(rèn)識(shí)和彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)研究方式的不足,對(duì)微通道兩相流動(dòng)展開數(shù)值仿真研究具有十分重要的意義。本文在分析了微尺度效應(yīng)和流動(dòng)傳熱基本理論的基礎(chǔ)上,圍繞微通道內(nèi)兩相流動(dòng)的換熱特性,主要完成了以下幾方面的內(nèi)容:(1)與之前使用實(shí)驗(yàn)方式研究微通道兩相流現(xiàn)象不同,本文主要考慮采用數(shù)值仿真方法對(duì)微通道兩相流動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行研究,提出了一套針對(duì)微通道內(nèi)流動(dòng)沸騰現(xiàn)象的數(shù)值仿真方法。仿真方法考慮到了微通道內(nèi)的低雷諾數(shù)效應(yīng)和相變過程質(zhì)量轉(zhuǎn)移,可以較為真實(shí)地仿真微通道兩相流動(dòng)的換熱和壓降特性。(2)在提出微通道流動(dòng)沸騰數(shù)值仿真方法的基礎(chǔ)上,對(duì)微通道內(nèi)兩相流動(dòng)換熱特性展開仿真研究。主要針對(duì)入口速度、制冷工質(zhì)、微通道的幾何形狀參數(shù)等因素設(shè)置參照進(jìn)行數(shù)值仿真,依據(jù)仿真結(jié)果研究其對(duì)兩相流動(dòng)換熱特性的影響。(3)為了對(duì)流動(dòng)沸騰數(shù)值仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,成功設(shè)計(jì)加工了微通道兩相流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),解決了小體積大功率熱源模擬,實(shí)驗(yàn)裝置的組合設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)密封難題。為微通道兩相流動(dòng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)步驟,對(duì)微通道流動(dòng)沸騰過程中的溫度、壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集和分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,數(shù)值仿真方法對(duì)微通道兩相流動(dòng)過程的仿真與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較為吻合,驗(yàn)證了微通道數(shù)值仿真方法的有效性。
[Abstract]:With the development of MEMS technology, the characteristic size of electronic devices has gradually entered sub-micron order. The high performance IC chip due to the uneven space heat flux caused by the local hot spots increased the highest junction temperature of the chip and seriously reduced the performance and reliability of electronic equipment. The two-phase flow microchannel radiator has the advantages of far more than 100 W / cm ~ 2 heat dissipation efficiency, better temperature consistency, smaller volume and less coolant consumption. In order to further understand the heat transfer characteristics of two-phase flow in microchannels and make up for the deficiency of experimental research, it is of great significance for the numerical simulation of two-phase flow in microchannels. Based on the analysis of the microscale effect and the basic theory of flow heat transfer, this paper focuses on the heat transfer characteristics of two-phase flow in microchannels. The main contents of this paper are as follows: (1) the phenomenon of two-phase flow in microchannels is different from that in previous experiments. In this paper, the numerical simulation method is mainly used to study the two-phase flow in microchannels, and a set of numerical simulation methods for the flow boiling phenomenon in microchannels are proposed. Considering the effect of low Reynolds number and mass transfer of phase transition in microchannel, the simulation method can simulate the heat transfer and pressure drop of microchannel two-phase flow. The heat transfer characteristics of two-phase flow in microchannels are simulated. The numerical simulation is mainly carried out according to the input speed, refrigerant, geometric parameters of microchannel and so on. In order to compare and analyze the numerical simulation results of flow boiling, a microchannel two-phase flow experimental system was successfully designed and machined to solve the small volume high-power heat source simulation. The combination design and structural sealing problem of experimental device. Standard experimental steps were designed for microchannel two-phase flow experiment. The temperature and pressure data of micro-channel boiling process were collected and analyzed. The experimental results show that the numerical simulation method is in good agreement with the experimental data, and the validity of the numerical simulation method is verified.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK124

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2006617