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金属泡沫微流道热沉内流体流动与传热特性的数值研究
  • ISSN号:1000-0887
  • 期刊名称:应用数学和力学
  • 时间:2014.3
  • 页码:287-294
  • 分类:TK124[动力工程及工程热物理—工程热物理;动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院热能与动力工程系,山东青岛266580
  • 相关基金:国家自然科学基金(51206187);山东省自然科学基金(ZR2012EEQ022)
  • 相关项目:高功率密度芯片微流道冷却的基础研究
中文摘要:

为改善高能量密度电子设备的冷却效率,提出了在微流道热沉内填充金属泡沫的新型热沉结构,并数值研究了金属泡沫的孔隙率、孔密度、材质(铜、镍及铝)、流体工质(水、乙二醇及纳米流体)等相关参数对微流道流动与换热特性的影响.研究结果表明:金属泡沫可以显著地强化微流道热沉的换热特性;添加金属泡沫后微流道热沉的换热性能可提高2倍以上;采用纳米流体与金属泡沫相结合的双重强化换热手段可以进一步地增强微流道热沉的冷却能力:在层流流动状态下金属泡沫微流道热沉可以对发热量为200W/cm2的电子设备进行有效地冷却,表明其在高功率密度电子设备热管理领域具有广阔的应用前景.

英文摘要:

A novel structure of metal-foam filled microchannel heat sink was proposed for elec- tronics cooling applications. Effects of the main parameters, such as porosity, pore density, metal foam materials (copper, nickel and aluminum) and coolants (water, ethylene glycol and nanofluid), were numerically studied to predict the pressure drop and heat transfer perform- ance of laminar flow in the heat sink. The results show that the thermal performance of the mi- crochannel heat sink is enhanced over twice after filling-in of metal foam, and it is also positive for the heat transfer efficiency to employ nanofluid as coolant. The results also show that the microchannel heat sink filled with metal foam is well qualified for cooling chips with heat flux of 200 W/cm2, which means that it has great potential for thermal management of electronics de- vices with high power density.

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期刊信息
  • 《应用数学和力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:重庆交通大学
  • 主办单位:重庆交通大学
  • 主编:钟万勰
  • 地址:重庆南岸区重庆交通大学90信箱
  • 邮编:400074
  • 邮箱:applmathmech@cqjtu.edu.cn
  • 电话:023-62652450
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0887
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1060/O3
  • 邮发代号:78-21
  • 获奖情况:
  • 国际工程索引(EI)收录期刊,我国力学类核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国数学评论(网络版),日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:8965