本文關鍵詞：交錯排列柱狀微結構表面池沸騰換熱實驗研究

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【摘要】：為了進一步提高交錯排列柱狀微結構表面的換熱性能,通過改變柱狀微結構中心距和形狀以提高表面換熱系數(shù)及臨界熱流密度。以FC-72為工質(zhì),對不同的交錯排列柱狀微結構硅片在3種過冷度(15、25、35K)下進行了池沸騰換熱實驗研究,并與同工況下光滑表面硅片的結果進行了對比。通過干腐蝕技術在硅片表面加工出寬×高為30μm×60μm、30μm×120μm的方柱微結構,中心距分別為45、60、75μm,以及直徑為38μm、中心距為60μm、高度分別為60μm和120μm的圓柱微結構。實驗結果表明,臨界熱流密度和沸騰換熱系數(shù)并非隨中心距的增大呈現(xiàn)出單調(diào)增或減的規(guī)律。中心距為45μm的表面在核態(tài)沸騰區(qū)具有更高的換熱系數(shù),而對于高度為60、120μm的方柱微結構,臨界熱流密度最高的分別是中心距為60μm的表面(54.6 W/cm~2)和中心距為120μm的表面(60.72 W/cm~2)。當方柱中心距與邊長之比大于等于2時,增大中心距對臨界熱流密度影響很小,最大增加了2%;當方柱中心距與邊長之比小于2時,增大中心距對臨界熱流密度有顯著影響,最大增加了14%。當換熱面積相同時,圓柱微結構的換熱性能要好于方柱微結構,并且臨界熱流密度相比于方柱微結構表面和光滑表面分別最大提高了13%和124%。另外,臨界熱流密度隨著過冷度的增大而增大,同時沸騰起始點有所滯后。
【作者單位】： 西安交通大學動力工程多相流國家重點實驗室;
【關鍵詞】： 柱狀微結構 交錯排列 強化換熱 池沸騰
【基金】：國家自然科學基金資助項目(51225601)
【分類號】：TK124
【正文快照】： 隨著電子器件集成化程度不斷提高,特征尺寸逐漸減小的同時導致芯片的熱流密度越來越高。芯片的熱控制問題直接影響了電子器件可靠性的改善與集成化的提高,因熱導致的失效已經(jīng)成為微電子器件失效的主要形式。由于相變過程中存在大量的潛熱,沸騰換熱作為一種高效的熱傳遞方式已

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本文編號：548213