带有周期性扰流结构的微通道内流动与传热特性

作     者：李艺凡 王志鹏 LI Yifan;WANG Zhipeng

作者机构：天津城建大学能源与安全工程学院天津300384 天津蓝天太阳科技有限公司天津300384 

基　　金：天津市“131”创新型人才培养工程第三层次 天津市高校“青年后备人才支持计划” 天津城建大学博士科研启动基金(TJCJBSQD-017) 

出 版 物：《化工进展》 (Chemical Industry and Engineering Progress)

年 卷 期：2022年第41卷第6期

页      码：2893-2901页

摘      要：设计了一种周期性扰流微结构,由布置在微通道侧壁的凹穴和微通道中心的针肋组成。研究了该热沉内流动和传热特性,分析了扰流结构几何参数对热沉不可逆损失和散热效率的影响,利用热阻和强化传热因子评价综合性能。研究表明,等腰梯形凹穴的底边相对长度(RL)对热沉性能具有显著影响。雷诺数(Re)较大时,减小RL能够明显减小凹穴内部的旋涡,从而减小流动摩擦损失,降低通道压降和流动不可逆性。同时,减小RL有利于增强流体对凹穴收缩段的冲刷,减小凹穴内的层流滞止区,将凹穴处的热量及时带走,从而提高热沉的散热效率。与传统光滑微通道(SM)相比,周期性扰流结构能够显著减小热沉的总熵产和热阻,增大强化传热因子,提高热沉的综合性能。综合考虑传热和流动阻力,较低泵功条件下,RL=0.3的热沉综合性能最优;较高泵功条件下,RL=0的热沉综合性能最佳。周期性扰流结构能够提高微冷却系统的效率和经济性,在微型器件冷却领域具有广阔的应用前景。

主 题 词：微型器件冷却 周期性扰流结构 强化传热 熵产 综合性能 

学科分类：080701[080701] 082502[082502] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 0802[工学-机械学] 0825[工学-环境科学与工程类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.16085/j.issn.1000-6613.2021-1351

馆 藏 号：203112340...