微针肋热沉流动与换热特性实验研究与数值模拟

《微针肋热沉流动与换热特性实验研究与数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学位论文独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了谢意。学位论文作者签名：罐、掘日期：如7；．矿占夕／学位论文使用授权声明研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属南京师范大学。学校有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以采用影印、复印等手段保存、汇编本学位论文。学校可以向国家有关

2、机关或机构送交论文的电子和纸质文档，允许论文被查阅和借阅。(保密论文在解密后遵守此规定)保密论文注释：本学位论文属于保密论文，密级：——保密期限为——年。学位论文作者签名：罐、琉指导教师签名：学位论文作者签名：彳耋孑彦I指导教师签名：、’．、、，’V日期：w膨。易．口／日期：摘要随着微电子技术的迅速发展，电子器件的功率和集成度日益提高，产生的热负荷也在不断扩大，传统冷却方式已无法满足未来电子散热的需求。微加工技术的进步使一些基于不同传热机理的微型热沉不断涌现。在微通道内敷设微型针肋阵列构成一种强化传热结构，能够使流体横掠微型针肋阵列实现高热流传热。本文实验和数值

3、研究了去离子水横掠微针肋阵列热沉的流动与传热特性。流体横掠微针肋热沉的流动特性研究表明：微针肋的密度和形状对其流动阻力特性的影响很大。相同针肋高度和相同截面形状下，较大的针肋密度会产生较大的压降；流体流量小时，针肋形状对阻力特性的影响较小，随流量的增加影响增大。当如大于600时，摩擦阻力系数接近常数：圆形针肋导致漩涡阻力最大，椭圆形针肋最小；端壁效应的存在增大了摩擦阻力系数。宏观尺度的横掠管束的关联式并不能应用于微尺度下；在大量实验数据基础上拟合得到了流动阻力系数关联式。微针肋热沉的传热特性研究表明：在较小的流量下，流量改变对热沉底板表面温度影响较大；平均对流换

4、热系数随冷却剂流量的增大而增大；雷诺数对热沉换热性能影响非常显著；低如下，端壁面效应对针肋内部换热特性影响明显，针肋形状对其换热影响较小，随舭增大，针肋形状对换热性能影响增大。椭圆和圆形针肋容易使流体产生扰动，菱形针肋时流体扰动相对较弱，其换热效果较差。拟合得到了Nu与胎关联式。进行了微针肋热沉流动与传热的数值模拟研究，层流模型可以用来模拟低雷诺数下的横掠微针肋热沉的流动与传热问题，可以对低雷诺数下微针肋阵列内部流动特性进行估算，模拟值和实验值吻合较好。关键词：微针肋热沉，流动阻力，对流换热，针肋形状AbstractOwingtotheadvancesofmic

5、roelectronictechnology，thepowerandcircuitdensityofelectronicdeviceshaveincreaseddramatically．Asaresult，moreheatisgeneratedandtraditionalaircoolingisinsufficienttodissipatesuchahighheatflux．Recentimprovementsinmicro—fabricationtechnologyhaveenabledtherealizationofamicro—scalecoolingme

6、thodbasedondifferentheattransfermechanism．Thearraysofmicropinfinsarrangedinsideamicrochannelconstituteaheattransferenhancementstructure，whichenablefluidtoacrossthemicropinfinsarraystoachieveahighthermalconvectivecoefficient．Tllispaperexperimentalandsimulationinvestigateonflowresistan

7、ceandheattransfercharacteristicsassociatedwiththeforcedflowofde-ionizedwaterthroughmicropinfLUSheatsinks．Anexperimentalinvestigationonflowresistancecharacteristicsofmicropinfmsforwaterfoundthatthedensityandshapesofpinfinshaveasignificanteffectonthepressuredrop．Thelargerpinfinsdensity

8、willproducea