現(xiàn)代微尺度基礎研究促進了系統(tǒng)微型化和集成化的發(fā)展,隨著現(xiàn)代電子設備的迅速普及,電子產(chǎn)品的小型集成化和高頻率高運算速度的性能趨勢日漸突出導致單位面積上的電子元器件發(fā)熱量急劇升高,高熱流密度散熱已經(jīng)成為制約電子設備發(fā)展的瓶頸。微通道相變換熱技術具有結構輕巧緊湊、熱流密度高和換熱系數(shù)大等優(yōu)點,在電子器件熱管理中得到快速發(fā)展。然而當前傳熱領域仍沒有較好的理論可以準確量化微通道流動沸騰換熱性能。常規(guī)尺度下,液膜的動力學特性對沸騰換熱的影響微乎其微,然而微細尺度下,高熱流密度的流動沸騰和微液膜的流動換熱特性緊密相關,同時,不同工質(zhì)物性參數(shù)的差異會導致流動沸騰中毛細力、汽液界面剪切力與蒸發(fā)吸熱之間相互影響,從而表現(xiàn)出不同的換熱特性。因此,本文對不同工質(zhì)的微通道沸騰液膜開展了實驗測量和理論分析研究,旨在揭示不同工質(zhì)流動沸騰中微液膜的瞬態(tài)變化規(guī)律和動力學特性。實驗采用去離子水、無水乙醇及FC-72三種物性涵蓋了工程應用的大部分流體物性范圍的典型工質(zhì),利用高速相機采集流動沸騰汽泡圖像,激光共焦位移測量儀測量流動沸騰微液膜的瞬態(tài)變化,并同步采集局部壁面溫度信號。本文主要研究成果如下:（1）通過實驗發(fā)現(xiàn)了流動... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院工程熱物理研究所)北京市

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２?Ｆｕｋａｎｏ的實驗原理圖［６４］??

Ｌｉｕ等人平估了利用電容層析成像測量微液膜厚度的方法。他們使用了一??個由八個電極組成的傳感器，這些電極均勻地分布在１ｍｍ外徑管的周圍，壁厚??為１．５?ｍｍ，采用不同的圖像重建算法如下圖１．３所示。采用適當?shù)膱D像重建技術，??將實測值與Ｎｕｓｓｅｌｔ理論和ＣＦＤ模擬數(shù)據(jù)的結果進行比較，比較結果發(fā)現(xiàn)ＣＦＤ??仿真與實測數(shù)據(jù)取得了合理的一致性。??＿?｜?一?．．一??１??＾?Ｕ?ｔ?ｆ?？??＼?Ｉ?／?Ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ??ｏｕｔｐｕｔ?＇?Ｉ?／??＼?ｊ?／?ｓｅｃｌｕｗ??＿?＼?Ｉ?命??ｉ?！?ｉ??ｒ?Ｖａｐｏｕｒ??３＇??Ｉ?ｊ?Ｉ?Ａｄｉａｂａｔｉｃ??Ｌｉｑｕｉｄ?Ｊ?｜?丨?ｓｅｃｔｉｏｎ??ｆｉｌｍ????；?１?＼?＋??ｉ?Ｉ?ｉ?—＊＊—＊？＊—＊？－）?ｋ??Ｉ?＼??／?！?＼?▲??Ｈｅａ；?ｌ?—＾?Ｅｖａｐｏｎｕｏｒ??ｍｐＵ＜?。〇?ｏ?〇０?ｎ?Ｊｃｕｏｎ??▲?０?０?ｕ?▲??＾?Ｌｉｑｕｉｄ?ｐｏｏｌ?，??？?０?〇?〇?？??■?■????ｙ??圖１．３?Ｌｉｕ等人的工作原理［６９］??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｌｉｕ，?ｅｔ?ａｌ’ｓ?ｗｏｒｋｉｎｇ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ１６９］??在現(xiàn)有的液膜厚度測量技術中，光學方法著重于常規(guī)尺度，在氣－液界面和??液－固界面，利用激光儀器以確定液滴的大小、局部溫度和局部濃度，基于光調(diào)??制過程（吸收、散射、干涉、折射和激發(fā)），每個相位打出的光由于界面物性的??轉(zhuǎn)變呈現(xiàn)出不同的特征（顏色或強度）

粒含量越小，光強的衰減系數(shù)越大，光強減弱，被吸收的光越多，反射回去的光??強更小，微液膜厚度越厚，因此可以根據(jù)光強信號的變化得到微通道中微液膜厚??度。基于激光衰減法的基礎原理，ＵｔａｋａＭ設計了下圖１．４的實驗，測量了微通??道流動沸騰的液膜厚度，并研究了微通道間隙與在受熱面和受限汽泡生長過程中??形成的微液膜厚度的關系，實驗采用的微通道間隙分別為０．５?ｍｍ，０．３?ｍｍ，?０．１５??ｍｍ，熱空氣作為熱源，水作為工質(zhì)，激光采用３．３９?｜－ｉｍ波長的紅外線，其中紅??外輻射的衰減信號由紅外探測器測得。在充滿蒸汽的氣液兩相流微尺度通道，結??合Ｌａｍｂｅｒｔ定律可以計算微通道中兩相流的微液膜厚度，測量了?２？３０?ｐｍ范圍的??微液膜，但由于鹵烴制冷劑液體組成的透明的輻射波長從可見光到紅外波長的大??約１０ｐｍ，因此該方法只適用于水這種工質(zhì)。??９??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]微小化毛細泵吸環(huán)路（miniature CPL）應用于筆記本計算機傳熱之研究[J]. 林唯耕,陳紹文.  工程熱物理學報. 2002(05)



本文編號：3210956