【摘 要】
:
随着大功率、高热流密度电子元器件的散热问题逐渐成为限制科技发展的瓶颈,解决这一问题迫在眉睫。增大流固接触面积、增大流体的流速都是改善流固之间换热的有效途径。将射流喷射结构、斜肋片结构、微通道结构组合为射流斜肋微通道,通过数值模拟的方法在质量流量范围为0.5 g/s~4 g/s,热源面热流密度为300 W/cm2的条件下研究其流动换热性能。通过将其与直通道、斜肋片直通道、射流微通道进行比较,发现射流
【基金项目】
:
河北省自然科学基金项目(No.E2019202184); 沧州高新区博士后工作经费资助项目;
论文部分内容阅读
随着大功率、高热流密度电子元器件的散热问题逐渐成为限制科技发展的瓶颈,解决这一问题迫在眉睫。增大流固接触面积、增大流体的流速都是改善流固之间换热的有效途径。将射流喷射结构、斜肋片结构、微通道结构组合为射流斜肋微通道,通过数值模拟的方法在质量流量范围为0.5 g/s~4 g/s,热源面热流密度为300 W/cm2的条件下研究其流动换热性能。通过将其与直通道、斜肋片直通道、射流微通道进行比较,发现射流斜肋微通道具有最佳的换热性能,并且由于内部结构的复杂性,也产生更大的进出口压降,具有更大的流动阻力。除去最简单的直通道比较其他三种微通道的综合换热性能,发现在质量流量大于1.5 g/s时,三者几乎不存在差异。考虑到发热器件的高温问题,采用射流斜肋微通道为其进行散热的效果最佳。建立了斜肋片高度H3分别为0.3 mm、0.5 mm、0.7 mm、0.9 mm、1.1 mm、1.3 mm的六种射流斜肋微通道模型,研究斜肋片高度对射流斜肋微通道流动换热性能的影响,结果表明斜肋片高度越高,通道壁面的温度越低,产生的压降越大。比较综合性能发现在低流量时,斜肋片高度越高微通道的综合性能越好;在流量大于2.5 g/s时,H3=0.7 mm的微通道的综合性能最佳。研究还发现由于斜肋片与冲击射流的组合作用,使得微通道内产生大量的旋涡流,斜肋片进行前后移动,相应的引起旋涡流的中心和局部低温区也相应的发生位置移动,且斜肋片不做移动的换热效果最佳。由于受到上游来流的影响,在下游处的冲击射流向后发生偏移,以致下游射流未能冲击到壁面而削弱了其强化换热能力。针对研究发现的问题,对射流孔延伸壁面进行延长以缓和这一现象。研究发现增设射流孔延伸壁面有效改善了射流束向后偏移的现象,射流孔延伸壁面越长,通道壁面上的换热性能越好,同时产生的压降越大。比较三种微通道壁面的热性能因子,发现当质量流量低于1.85 g/s时,将射流孔延伸壁面的长度设置为0.3 mm效果最佳;当质量流量高于1.85 g/s时,对射流孔壁面进行延伸的微通道流动换热的综合效果反而变差。本文还研究了孔径和射孔深度对微通道流动换热性能的影响,研究发现射流孔径不同导致冲击速度大小也有差异,使得射流斜肋微通道产生不同的换热性能。针对“漂移”现象和压降问题,提出一种进出口交叉排布的射流斜肋微通道并对其进行数值模拟,发现该通道有效解决了“漂移”现象和降低了压降。在整个流量范围内,进出口交叉排布微通道的Nu比普通射流斜肋微通道提高了2%~15%,压降下降了11%~28%。
其他文献
动力总成是汽车主要的激励源,准确计算或识别动力总成的激振力,是确定其振动响应、整车NVH(NVH,Noise Vibration&Harshnessment,噪声、振动及声振粗糙度)设计等的重要依据。由于力传感器受到工装、传感器布置及空间等因素影响,在实际工程应用中,直接测试激振力较为困难,通常采用间接方法识别动力总成的激振力。本课题针对激振力识别问题开展了研究。首先对激振力间接识别方法中误差的来
作为一门一贯强调以学生生活为基础的课程,基于学情调查把握学生生活经验,无疑是道德与法治教学的基础和前提。也因此,许多教师将生活经验视为重要的教学资源,着眼学生已有经验的唤醒、利用、加工、丰富和提升,展开了创新性的教学实践:基于学情调查和分析,梳理网瘾、性侵、校园欺凌等典型生活事件,
在国家大力推进能源结构改革、倡导新旧动能转换的背景下,新能源分布式发电、电动汽车等领域得到迅速发展。其中,双向DC-DC变换器作为直流母线与储能系统之间进行能量转换的关键环节具有不可替代的作用,因此对双向DC-DC变换器展开深入研究,改进其性能并提高传输效率具有十分重要的意义。本文首先对双向DC-DC变换器的拓扑结构进行调研与分类,选定CLLLC双向谐振变换器作为研究拓扑,从分析方法、控制策略、软
压气机叶片(Ti6Al4V钛合金)是航空发动机的核心零件之一,为了降低其维修成本,对符合维修标准的损伤叶片进行焊接修复。在焊接过程中,提高叶片的冷却速度是减少焊缝中杂质含量和保证焊接质量的关键。然而受表面粗糙度的影响,叶片与柔性夹具的接触界面存在接触热阻,其降低了叶片的冷却速度。针对此问题,本文选取钛合金薄板和柔性夹具为研究对象,建立了考虑接触热阻的有限元模型。利用有限元软件COMSOL,研究接触
随着科技的进步和社会的发展,人们对生活的质量要求越来越高。残障人士和老年人对他/她们的出行工具提出更高要求,普通的轮椅满足不了他/她们的需求。目前普通的电动轮椅只能在平地或者坡度较小的坡面运行,当电动轮椅遇到台阶、沟壑和障碍时它们是无法应对的,只能依靠人力来帮助它们越障和越沟壑,极大的限制了老年人和残障人士的出行。本课题设计了一款爬楼梯的轮腿混合式八足爬楼轮椅,有效的拓展了老年人和残障人士的出行范
无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)是一种新型的充电技术,它不但能够有效解决传统有线充电不灵活的弊端,而且具有空间利用率高、使用便利等特点,在电动汽车、水下设备、家用电器、植入式医疗设备、工业设备以及航空航天等多个领域发挥着越来越强的作用。随着无线电能传输的研究与发展,系统的高效率和稳定性已逐渐达到使用需求,如果无线电能传输技术被大规模运用于电子电气设备,系统在传