HFE-7100平行微通道流动沸腾实验

作     者：解奕晨 庄晓如 岳思君 李翔 余鹏 鲁春 Xie Yi-Chen;Zhuang Xiao-Ru;Yue Si-Jun;Li Xiang;Yu Peng;Lu Chun

作者机构：南方科技大学力学与航空航天工程系深圳518055 深圳职业技术大学机电工程学院深圳518055 

基　　金：广东省基础与应用基础研究基金(批准号:2020A1515110257 2022A1515110174)资助的课题 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2024年第73卷第5期

页      码：178-189页

摘      要：微通道流动沸腾冷却技术兼具相变潜热和微尺度效应的诸多优点,是解决微电子器件热致失效问题的重要方法之一.HFE-7100是一种安全环保的电子氟化液,特别适用于微电子器件的冷却.本文在水力直径为0.5 mm的矩形平行微通道内,对HFE-7100的流动沸腾传热和两相流动特性进行了实验研究,测量范围为常压下质量流率88.9-277.8 kg·m^(-2)·s^(-1)、入口过冷度20.5-35.5℃和有效热流密度12-279 kW·m^(-2).本文分析了质量流率、入口过冷度、有效热流密度和干度对传热系数和压降的影响,发现在较低的入口过冷度下HFE-7100出现了沸腾迟滞现象,且增大入口过冷度和质量流率会延缓沸腾起始点的发生,且会提高传热系数和临界热流密度.两相压降受有效热流密度影响较大,且在定干度下不同质量流率的两相压降在塞状流和环状流阶段有明显差异.同时,通过观测两相流型,对流动沸腾传热现象进行了分析.本文还将两相压降实验数据与文献关联式预测值进行了对比,与Lockhart提出的关联式预测值偏差为19.6%.本文研究结果可为微电子器件散热设备的优化设计提供理论指导:以HFE-7100作为传热工质并将微通道流动沸腾冷却技术应用于微电子器件散热设备,可以提高设备的稳定性和可靠性;在不同热流密度的设备中通过控制入口过冷度和质量流率可有效地提升其散热性能;采用Lockhart提出的两相压降关联式可预测散热设备所需的泵功.

主 题 词：流动沸腾 微通道 HFE-7100 传热 电子器件 

学科分类：080903[080903] 080701[080701] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.7498/aps.73.20231415

馆 藏 号：203126820...