本文關(guān)鍵詞：微細(xì)通道流體回路系統(tǒng)與仿真研究

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【摘要】：微通道熱沉具有結(jié)構(gòu)緊湊、換熱量高、溫度均勻等優(yōu)點,是解決高熱流密度電子器件散熱的有效手段之一。微通道熱沉的換熱方式可分為單相對流換熱和流動沸騰兩種,后者又可分為過冷沸騰和飽和沸騰。本文通過實驗測試研究了微細(xì)通道熱沉中單相對流換熱和過冷沸騰的換熱和水力性能。3個熱沉均采用矩形直通道的結(jié)構(gòu)形式,水力直徑為0.75mm和1.2mm,截面寬長比范圍為0.333~0.667。實驗結(jié)果表明,熱沉的換熱系數(shù)是流量、熱流密度、工質(zhì)過冷度、熱沉水力直徑、截面寬高比等參數(shù)的強(qiáng)函數(shù)。熱沉在臨界熱流密度下的溫度和壓降波動較為平穩(wěn),說明微細(xì)通道熱沉過冷沸騰適用于熱流密度較高的電子器件散熱場合。本文提出了微細(xì)通道熱沉單相對流換熱和過冷沸騰換熱系數(shù)和進(jìn)出口壓降的經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式,與實驗數(shù)據(jù)的誤差在±25%以內(nèi),具有較好的符合度。本文對微細(xì)通道熱沉進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,采用RPI模型。根據(jù)模擬結(jié)果,對矩形通道的工質(zhì)主流溫度、截面含氣率、內(nèi)壁面溫度和加熱面溫度進(jìn)行了分析,研究了不同熱流密度下矩形通道的換熱性能。結(jié)果表明,沿流動方向,上述參數(shù)均逐漸升高;當(dāng)內(nèi)壁面溫度高于飽和溫度時,氣泡開始產(chǎn)生,這也證明了以內(nèi)壁面過熱度作為沸騰發(fā)生的判據(jù)是合理的。本文還開發(fā)了微細(xì)通道流體回路系統(tǒng)仿真軟件,以Visual C++6.0 MFC[exe]為集成開發(fā)環(huán)境,已有實驗臺架和實驗及數(shù)值模擬研究結(jié)果為基礎(chǔ)。該軟件基于對話框編寫,由主菜單、系統(tǒng)各元件參數(shù)輸入、計算結(jié)果輸出以及兩相系統(tǒng)運行不穩(wěn)定性分析等界面組成。該仿真軟件可計算微細(xì)通道單相和過冷沸騰時的性能、系統(tǒng)熱力和水力性能,并對泵的選型進(jìn)行指導(dǎo)。經(jīng)過實際工況驗證,該軟件具有較高的符合度,并具有良好的通用性。
【關(guān)鍵詞】：微細(xì)通道 單相換熱 過冷沸騰 實驗研究 數(shù)值模擬 系統(tǒng)仿真
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(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
• 1 緒論9-23
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-21
• 1.3 研究內(nèi)容及方法21-23
• 2 微細(xì)通道流體回路實驗系統(tǒng)裝置23-33
• 2.1 概述23
• 2.2 實驗系統(tǒng)簡介23
• 2.3 系統(tǒng)元件介紹23-29
• 2.4 實驗參數(shù)測量29-31
• 2.5 實驗工況31-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 3 微細(xì)通道熱沉性能研究及實驗關(guān)聯(lián)式33-49
• 3.1 概述33
• 3.2 實驗數(shù)據(jù)處理33-35
• 3.3 微細(xì)通道熱沉換熱和水力性能研究35-42
• 3.4 微細(xì)通道實驗關(guān)聯(lián)式42-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 4 微細(xì)通道過冷沸騰數(shù)值模擬49-59
• 4.1 概述49
• 4.2 RPI模型簡介49-51
• 4.3 數(shù)值模型概述51-53
• 4.4 數(shù)值模擬結(jié)果53-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 5 基于MFC的系統(tǒng)仿真軟件開發(fā)59-71
• 5.1 概述59
• 5.2 MFC程序及軟件開發(fā)思路59-60
• 5.3 系統(tǒng)數(shù)學(xué)物理模型60-61
• 5.4 仿真軟件各界面介紹61-67
• 5.5 仿真結(jié)果與實驗結(jié)果驗證67-70
• 5.6 本章小結(jié)70-71
• 6 結(jié)論與展望71-74
• 6.1 全文工作總結(jié)71-72
• 6.2 今后展望72-74
• 致謝74-75
• 參考文獻(xiàn)75-81
• 附錄1 作者在攻讀碩士期間發(fā)表的論文81

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本文編號：785032