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纳米填料对储能式散热器性能影响的数值研究
  • ISSN号:1008-973X
  • 期刊名称:浙江大学学报(工学版)
  • 时间:2013.9.15
  • 页码:1644-1649
  • 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]浙江大学热工与动力系统研究所,浙江杭州310027, [2]中国计量学院计量测试工程学院,浙江杭州310018
  • 相关基金:中国博士后科学基金面上资助项目(2012M511362);国家自然科学基金资助项目(51276159,51106144)
  • 相关项目:纳米流体在封闭腔内的自然对流传热特性研究
中文摘要:

针对储能式电子器件散热器性能受相变材料较低导热能力限制的问题,采用添加高导热纳米填料的方法提高相变材料的表观导热系数,并对储能式散热器的性能提升潜力进行分析.在短时大功率加热(热流密度为10w/cm^2)的条件下,对以二十烷为相变材料的储能式散热器在添加碳纳米管填料之后的工作过程(熔化和凝固传热)进行了三维数值模拟.结果显示,由于相变材料表观导热系数的提高,散热器的性能随碳纳米管添加量的增加而提升,其提升程度与添加量呈近似线性相关;当加入体积分数为10%的碳纳米管时,散热表面的最大温升相对于无碳纳米管的情形降低了8℃,散热器的等效总热阻则降低了14%,说明该方法是提高储能式散热器性能的有效途径.

英文摘要:

To address the concern of low thermal conductance of phase change materials (PCMs) that sup- presses the performance of energy storage-based heat sinks for electronics, the apparent thermal conductivi- ty of PCMs was increased by adding highly-conductive nanofillers and the potential in performance en- hancement of such heat sinks was analyzed. Under a high heat load (heat flux was 10 W/cm2) within a short time period, the operation processes (melting and solidification heat transfer) of an energy storage- based heat sink using eicosane as the PCM with carbon nanotubes as the nanofillers are investigated numer- ically based on a three-dimensional model. The results show that due to the enhancement of apparent ther- mal conductivity of the PCM,the performance of the heat sink is improved with the increasing loading of carbon nanotubes and the extent of improvement is almost linearly correlated to the loading. When the vol- ume fraction of carbon nanotubes is 10~//00 ,the maximum temperature rise on the cooling surface is lowered by 8 ~C and the effective overall thermal resistance of the heat sink is decreased by 14~//00 ,as compared to those of the baseline case without carbon nanotubes,indicating that this is a promising approach to impro- ving the performance of energy storage-based heat sinks.

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期刊信息
  • 《浙江大学学报:工学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:浙江大学
  • 主编:岑可法
  • 地址:杭州市浙大路38号
  • 邮编:310027
  • 邮箱:xbgkb@zju.edu.cn
  • 电话:0571-87952273
  • 国际标准刊号:ISSN:1008-973X
  • 国内统一刊号:ISSN:33-1245/T
  • 邮发代号:32-40
  • 获奖情况:
  • 2000年获浙江省科技期刊质量评比二等奖,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,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,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)
  • 被引量:21198