微通道冷却非均匀热流密度芯片的流动换热特性

作者：申利梅^*; 季俊杰; 罗凡; 陈建业; 谢军龙; 黄涛

来源：中南大学学报(自然科学版), 2021, 52(06): 1809-1816.

DOI：10.11817/j.issn.1672-7207.2021.06.010

• 微通道
• 非均匀热流密度
• VOF(volume of fluid)方法
• 流动换热特性

为研究微通道冷却非均匀热流密度芯片的流动换热特性,采用VOF方法,通过数值模拟分析局部热点对微通道内流型、温度、换热系数及压降的影响。研究结果表明:随着热流密度增大以及流速减小,整体的流型呈现出从泡状流到环状流的变化过程;而提高热点热流密度并不会显著改变微通道内的整体流型;热点热流密度提升不仅会使该处区域的温度骤升,而且其温度波动也会大幅提高,在500 W/cm2的热点热流密度下壁面温度波动高达250 K;随着整体热流密度提高,换热系数呈现先增大后减小的趋势,热点热流密度会一定程度上提高该处换热系数并导致通道后半段的换热系数有所降低。微通道内的两相压降受随流速和整体热流密度综合影响,并随两者提高而增大,而局部热点热流密度提高对微通道内的流动压降稳定性影响不大。

• 单位
  中国烟草总公司湖南省公司; 华中科技大学