由于受到空間的限制,微電子領(lǐng)域的散熱設(shè)備必須滿足體積小、效率高等特點(diǎn)。微通道熱沉因其優(yōu)良的特性,能夠滿足微電子設(shè)備的散熱要求,目前已得到廣泛運(yùn)用。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,電子設(shè)備的集成度越來(lái)越高,為了設(shè)備能夠高效平穩(wěn)運(yùn)行,對(duì)散熱提出了更高的要求。由于特斯拉型通道包含了分叉結(jié)構(gòu),當(dāng)冷卻流體流經(jīng)時(shí)分叉結(jié)構(gòu)可以增強(qiáng)對(duì)流體的擾動(dòng),達(dá)到增強(qiáng)換熱的目的。本文采用數(shù)值模擬的方法,對(duì)特斯拉閥型微通道熱沉的強(qiáng)化換熱進(jìn)行研究。改變特斯拉閥型通道級(jí)數(shù)、特斯拉閥弧形通道外側(cè)半徑以及特斯拉閥的設(shè)置方向,得到不同幾何參數(shù)下特斯拉閥型微通道熱沉底面的溫度分布、平均溫度和冷卻流體的進(jìn)出口壓降,從而研究其換熱特性和流動(dòng)特性。當(dāng)特斯拉閥級(jí)數(shù)為12,特斯拉閥弧形通道外側(cè)半徑為750μm時(shí),微通道熱沉的散熱效果最好。當(dāng)冷卻流體流量小于5 mL/min時(shí),特斯拉閥正向設(shè)置的散熱性能及流動(dòng)性能均優(yōu)于逆向設(shè)置;當(dāng)冷卻流體流量大于5 mL/min時(shí),特斯拉閥逆向設(shè)置的散熱效果優(yōu)于正向設(shè)置,但需要以更大的流體壓降為代價(jià)。

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

圖1特斯拉閥型微通道熱沉模型

本文采用的熱沉長(zhǎng)22mm，寬20mm，材料為銅，如圖1所示。熱沉上排列著特斯拉閥型的微通道，即冷卻流體流經(jīng)的通道。由于研究整個(gè)熱沉需要的網(wǎng)格數(shù)量較大，為了簡(jiǎn)化，本文選取了單條特斯拉閥型微通道作為研究單元。

圖2研究單元特征示意

圖2(a）示出文中選取的研究單元示意。由圖2(b）可知，研究單元寬1000μm，高300μm，特斯拉閥型微通道呈居中設(shè)置，其截面為正方形，邊長(zhǎng)為100μm。如圖2(c）所示，為消除冷卻流體的入口效應(yīng)，在特斯拉閥微通道前端設(shè)置一段長(zhǎng)為1250μm的直通道，相鄰的兩級(jí)特斯拉閥夾角....

圖3特斯拉閥設(shè)置方向示意

當(dāng)特斯拉閥的設(shè)置方向不同時(shí)，流體在其中的流動(dòng)路徑也會(huì)不同，如圖3所示。當(dāng)特斯拉閥按照?qǐng)D3(a）所示的方向設(shè)置時(shí)，流體沿著各級(jí)特斯拉閥的直通道流動(dòng)，此時(shí)流體受到的阻力較小，所以將這種設(shè)置方式稱為正向設(shè)置。當(dāng)特斯拉閥按照?qǐng)D3(b）所示的方向設(shè)置時(shí)，流體會(huì)進(jìn)入各級(jí)特斯拉閥的弧形通道，流....

圖4方法驗(yàn)證結(jié)果

為驗(yàn)證數(shù)值方法的可靠性，采用上述數(shù)值方法對(duì)Qu等[22]的試驗(yàn)進(jìn)行模擬，并將模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，如圖4所示，數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果能較好吻合，說(shuō)明本文采用的數(shù)值方法具有可靠性。2結(jié)果與討論

本文編號(hào)：3982944