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分流式微通道换热器的结构设计和性能优化 被引量：3
1
作者 马圣洁 江海河 程庭清 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1296-1303,共8页
为满足电子电路、燃料电池、激光器等精密仪器及器件的持续高效散热需求,本文设计了一种基于冲击流动的分流式正弦型微通道换热器,传热效率更高,压降损失更小,加工工艺更简单。本研究主要通过热–流–固耦合的数值模拟方法,对比了微通... 为满足电子电路、燃料电池、激光器等精密仪器及器件的持续高效散热需求,本文设计了一种基于冲击流动的分流式正弦型微通道换热器,传热效率更高,压降损失更小,加工工艺更简单。本研究主要通过热–流–固耦合的数值模拟方法,对比了微通道宽度、深度、形状及分流结构对换热器传热和流动特性的影响。模拟结果表明:带有8个分流通道的分流式正弦型微通道换热器的综合性能最好,微通道长、宽、深尺寸为30 mm×0.4 mm×2.5 mm,在冷却液流量为0.6 mL·s^(-1)时,总热阻为0.247℃·W^(-1)。在实际工作中,换热器总热阻为0.395?C·W^(-1),压降损失也较小,所得实验结果与模拟结果基本吻合,相比于预设计的换热器和大通道换热器,优化后的正弦型微通道换热器在传热和流动性能方面均获得了显著提升。 展开更多
关键词 分流式微通道 换热器 结构设计 数值模拟
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多孔鳍歧管微通道流动传热特性研究 被引量：4
2
作者 陈超伟 王鑫煜 辛公明 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期62-70,共9页
微通道技术是芯片冷却最具前景的技术之一。本文采用数值模拟的方法对比分析了不同孔隙率(ε=0.2~0.8、ε-rise和ε-drop)多孔鳍歧管微通道流动传热特性。结果表明:多孔鳍可以显著降低歧管微通道流动阻力,最高超过20%。但随着入口速度增... 微通道技术是芯片冷却最具前景的技术之一。本文采用数值模拟的方法对比分析了不同孔隙率(ε=0.2~0.8、ε-rise和ε-drop)多孔鳍歧管微通道流动传热特性。结果表明:多孔鳍可以显著降低歧管微通道流动阻力,最高超过20%。但随着入口速度增加,压降降低效果逐渐减弱。在研究的孔隙率变化范围内,ε=0.4和ε=0.6的多孔鳍歧管微通道综合性能更好。基于芯片最高温度评价,ε-rise案例相比ε=0.4案例热阻更低,压降更高;且随着入口速度增加,热阻优势得到强化,压降劣势逐渐缩小。与ε=0.4案例相比,ε-rise案例在压降仅高1.4%的情况下,热阻降低8%。 展开更多
关键词 电子设备冷却 歧管微通道 多孔介质 孔隙率 流动传热
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歧管微通道热沉研究进展与展望
3
作者 朱迅仪 陈超伟 +1 位作者 张井志 辛公明 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期15-33,共19页
随着电子设备的快速发展,其功率及热流密度急剧增加,对热管理的要求也越来越高。近年来出现了很多新兴的电子设备热管理技术,其中歧管微通道热沉由于其高散热能力、低压降损失以及高可靠性等优势被认为是最具前景的电子设备冷却技术之... 随着电子设备的快速发展,其功率及热流密度急剧增加,对热管理的要求也越来越高。近年来出现了很多新兴的电子设备热管理技术,其中歧管微通道热沉由于其高散热能力、低压降损失以及高可靠性等优势被认为是最具前景的电子设备冷却技术之一。基于此,本文介绍了歧管微通道热沉的散热原理及优势,对几何参数、结构优化等方面的相关研究进行了回顾,并对其未来发展进行了展望。 展开更多
关键词 电子设备冷却 液冷技术 歧管微通道 优化
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新型孔板歧管式微通道流动换热特性数值模拟 被引量：3
4
作者 甘甜 全晓军 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期59-63,74,共6页
对歧管式微通道进行改进和优化,提出一种新型的孔板歧管式微通道结构(OPMM),并通过数值模拟CFD分析比较微通道的深高比、进口流速对流动换热的影响。针对热点主要发生在四周位置而引起的温度不均匀性考虑,提出保证加热功率不变的情况下... 对歧管式微通道进行改进和优化,提出一种新型的孔板歧管式微通道结构(OPMM),并通过数值模拟CFD分析比较微通道的深高比、进口流速对流动换热的影响。针对热点主要发生在四周位置而引起的温度不均匀性考虑,提出保证加热功率不变的情况下缩减加热区域。结果表明:与传统结构比较,新型结构依靠顶部集管效应使得流体均匀分液,壁面温度均匀性有了较大提高。对两种热源布置方式进行比较发现缩减加热域减少了热点的发生。随着进口流速的增加3种横截面结构微通道换热系数均增加的同时压降也增大,横截面(高×宽)为150μm×40μm的换热效果最好但同时压降也最大。 展开更多
关键词 歧管式微通道 结构优化 数值模拟 换热 压降 温度均匀性
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岐管式微通道冷却热沉的三维数值优化 被引量：10
5
作者 夏国栋 刘青 +3 位作者 王敏 马晓雁 刘启明 马重芳 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期145-147,共3页
微尺度传热是近几年来发展起来的一种重要传热技术,广泛应用于高集成度的电子器件的冷却。大功率半导体激光器的热沉积是限制其性能发挥和功率进一步提高的瓶颈。本文研究的热沉用于冷却一种以半导体激光条阵列为泵浦的大功率激光器,其1... 微尺度传热是近几年来发展起来的一种重要传热技术,广泛应用于高集成度的电子器件的冷却。大功率半导体激光器的热沉积是限制其性能发挥和功率进一步提高的瓶颈。本文研究的热沉用于冷却一种以半导体激光条阵列为泵浦的大功率激光器,其10 mm×1 mm半导体激光条表面的热流密度高达400 W／cm2。本文对以无氧铜为材料、以水为冷却介质的微通道热沉的结构尺寸进行了优化设计。结果表明,热沉结构对热阻、泵功、半导体激光条表面温度分布有重要影响,其中微通道进出口宽度对泵功的影响最大。 展开更多
关键词 岐管式微通道热沉 二极管激光条 热阻
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基于内嵌式微通道芯片散热结构设计研究综述
6
作者 熊园园 刘沛 +2 位作者 付予 焦斌斌 芮二明 《集成电路与嵌入式系统》 2024年第7期12-18,共7页
电子芯片/系统的尺寸微型化、功能复合化导致了其功率密度的增大,伴随着发热也越来越严重,如何应对电子芯片/系统逐渐增加的热流密度,成为散热设计中面临的巨大挑战,也是当前研究的热点。本文详细论述了传统散热技术的优缺点,对国内外... 电子芯片/系统的尺寸微型化、功能复合化导致了其功率密度的增大,伴随着发热也越来越严重,如何应对电子芯片/系统逐渐增加的热流密度,成为散热设计中面临的巨大挑战,也是当前研究的热点。本文详细论述了传统散热技术的优缺点,对国内外正在开展的内嵌式微通道散热结构进行了系统分析,并着重对基于内嵌式微通道芯片散热技术原理、散热性能和创新性解决方案进行了归纳总结。在分析当前国内外解决方案的基础上,总结了基于内嵌式微通道的芯片散热设计经验和结论,以及面临的挑战,基于此给出了芯片散热设计研究现状和发展方向。 展开更多
关键词 芯片散热 内嵌式微通道 热流密度 散热结构 分层复杂歧管
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歧管式微通道热沉中过冷流动沸腾的数值模拟 被引量：3
7
作者 李蔚 骆洋 张井志 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第17期1752-1759,共8页
歧管式微通道(manifold microchannel, MMC)热沉散热技术是新兴的微尺度电子冷却技术,具有较高的散热潜力和应用前景.本文使用基于开源软件OpenFOAM编写的自编程求解器,对MMC热沉内过冷流动沸腾的过程进行数值模拟研究.与实验数据进行... 歧管式微通道(manifold microchannel, MMC)热沉散热技术是新兴的微尺度电子冷却技术,具有较高的散热潜力和应用前景.本文使用基于开源软件OpenFOAM编写的自编程求解器,对MMC热沉内过冷流动沸腾的过程进行数值模拟研究.与实验数据进行比对验证之后,对微通道热沉的通道宽度和翅片宽度变化带来的影响进行了初步探讨.结果表明,当通道和翅片的宽度相同时,尺寸越小,热沉加热面的平均温度越低,换热性能越好;但是当宽度过小时(小于15μm),热沉进出口总压降将随着宽度变小而大幅增加.当MMC热沉的通道总数保持不变时,增大微通道宽度,翅片宽度减小,加热面平均温度逐渐上升,进出口压降减小.与经过实验测试的热沉样品A相比,热沉C在牺牲少量换热性能的前提下,可以大幅度降低热沉进出口的压力损失. 展开更多
关键词 歧管式微通道热沉 过冷流动沸腾 数值模拟 OPENFOAM 强化换热
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