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多孔金属布置对热沉传热特性影响的数值研究
  • ISSN号:0253-231X
  • 期刊名称:工程热物理学报
  • 时间:2015.11.15
  • 页码:2422-2426
  • 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能源与动力工程系,青岛266580
  • 相关基金:国家自然科学基金(No.51206187); 山东省自然科学基金(No.ZR2011EEQ022); 中央高校基本科研业务费专项资金(No.14CX05027A,No.14CX06069A)
  • 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:

本文基于传统微通道热沉的物理模型,建立了完全填充、三角形填充、梯形填充、渐扩梯形填充及底层填充5种不同几何布置形态的多孔金属微通道热沉的数值模型。在层流流动的范围内,对不同布置形态多孔金属微通道热沉的阻力系数、平均Nu数、热阻、有效温控系数及能效因子等相关参数进行了数值研究,并应用场协同原理对多孔金属强化微通道的换热性能进行了分析。结果表明:微通道热沉中填充多孔金属后可显著改善速度场与温度场之间的协同性,填充不同多孔金属布置形态的微通道热沉可使平均协同角减小9.6°~23.2°左右;5种不同多孔金属布置形态的热沉中,完全填充热沉的热阻最小,冷却效果最好;等泵功情况下,当Re数大于150时,完全填充和梯形填充热沉的综合换热性能均优于传统微通道。

英文摘要:

In this paper,five types of heat sinks with different porous metallic foam configuration designs(fully-filled,triangle-filled,trapezoid-filled,outlet enlarged trapezoid-filled and bottom-filled)are established based on the traditional mini-channel heat sink.The flow and thermal characteristics,including friction factor,averaged Nusselt number,thermal resistance,thermal control effectiveness and thermal performance ratio were investigated in laminar flow range.Moreover,the heat transfer enhancement principle of metallic foam heat sink was analyzed by employing field synergy principle.The results show that the metallic foam filled heat sink can improve the field synergy between the velocity and temperature gradient and the averaged field synergy degree can decrease about 9.6 to 23.2°.The fully-filled heat sink has the minimum thermal resistance in all the configuration designs and holds the best cooling performance.Under the same pumping power,the thermal performance of the fully-filled and the trapezoid-filled heat sink are better than the non-porous filled heat sink when Re larger than 150.

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期刊信息
  • 《工程热物理学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国工程热物理学会 中国科学院工程热物理研究所
  • 主编:徐建中
  • 地址:北京2706信箱
  • 邮编:100080
  • 邮箱:xb@mail.etp.ac.cn
  • 电话:010-62584937
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-231X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2091/O4
  • 邮发代号:2-185
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,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:21026