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方柱微结构表面射流-流动沸腾强化换热
  • ISSN号:0253-231X
  • 期刊名称:《工程热物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ051.5[化学工程]
  • 作者机构:[1]西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,陕西西安710049
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.50806057); 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目
中文摘要:

采用长×宽×厚为10 mm×10 mm×0.5 mm的硅片来模拟实际芯片散热,通过干腐蚀技术在其表面加工出宽×高分别为50μm×60μm,50μm×120μm的方柱微结构,实验研究了方柱微结构在射流冲击下的流动沸腾换热性能。过冷度为25℃和35℃,横流速度V_c为0.5,1.0,1.5 m/s,喷射速度V_j为0~2 m/s,冷却工质为FC-72。实验结果和同工况下的光滑表面作了对比。结果表明,方柱微结构由于换热面积的增加从而表现出优于光滑表面的强化换热性能,增加过冷度和提高V_c以及V_j都提高了芯片在高热流密度下的换热性能,但随着V_c的增加,射流冲击的强化作用减弱,低流动高喷射的强化效果最为明显。方柱肋片效率随着热流密度的增加而减小,随着V_c(V_j)增加,方柱肋片效率也逐渐下降,但降幅随着V_c的增加而减小。

英文摘要:

For high-efficiently solving the power dissipation problem of electronic components with high heat flux,experimental study of the flow-jet combined boiling heat transfer on silicon chips was conducted.The micro-pin-fins with dimensions of 50×60μm~2,50×120μm~2(thickness x height) were fabricated on the chip surfaces by the dry etching technique.The experiments were made at three different crossflow velocities V_c(0.5,1.0,1.5 m/s) and different jet velocities V_j(0~2 m/s) with two liquid subcooling△T_(sub)(25℃and 35℃).A smooth surface was also tested for comparison. The micro-pin-fins showed a considerable heat transfer enhancement due to increase in effective heat transfer surface area.The heat transfer enhancement at high heat flux region can be achieved by increasing liquid subcooling and velocities.For a fixed flow mass rate,adopting low V_c large V_j combination may obtain a high heat flux.The fin efficiencyη_f decreases as V_c(V_j) increases,but the increment decreases as V_c increases.Besides,the fin efficiencyη_f also decreases as the heat flux q increases.

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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