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电子设备的热管理是电子行业的首要课题。微通道散热器(MCHS)是电子冷却应用的最佳热交换元件,具有高体积比。微通道散热器(MCHS)的强化传热是目前研究的热点。微通道散热器的热性能和水力性能的提高已经有很多研究。本章着重介绍近期研究中用于MCHS的先进传热强化方法。在本章中,介绍了几何变化的性能增强MCHS、射流冲击、相变材料(PCM)、作为工作流体的纳米流体、流动沸腾、段塞流及磁流体动力学(MHD)。
电子元器件的热管理是高效高能能源系统的主要关注点[1]。开发用于电子元器件热管理的高效换热散热器是当前的研究热点。散热器的小型化对电子设备技术的发展有显著的影响,使电子设备体积紧凑,效率提高。散热器的效率对电子系统的寿命和整体效率有很大的影响。微通道散热器是一种新颖、高度紧凑的散热产品,非常适合电子热管理的应用。高功率密度电子器件的性能和寿命很大程度上取决于其散热能力。
提供了一种诸如MCHS的高效吸热装置,提高了电子部件的性能。MCHS还用于LED冷却、燃料电池、冷冻、燃烧器、化工、食品等许多其他用途。许多关于MCHS的文献描述了该技术的冷却能力。
S.G.Kandlikar和W.J. Grande | Mehendale等人 |
常规通道:Dh < 43 mm | 常规通道:Dh < 46 mm |
微通道:0.2 mm < Dh < 3mm | 紧凑的通道:1毫米< Dh < 6毫米 |
微通道:10 μm < Dh < 200 μm | 中孔道:0.1 mm < Dh < 1mm |
过渡通道:0.1 μm < Dh < 10 | 微通道:1 μm < Dh < 100 μm |
1996年至2019年对微信的研究增量
通过提供一种有效的吸热装置,例如MCHS。MCHS还应用于LED制冷、燃料电池、制冷、燃烧器、化工、食品等领域。许多关于MCHS的文献显示了该技术的能力。
微尺度通道的分类不同于传统的考虑通道水力直径的流动通道。文献有很多分类。许多作者遵循S.G.Kandlikar和W.J.Grande[7]、S.S.Mehendale等人给出的分类,如表1所示。
微通道散热器于1981年首次开发用于电子冷却用途,有硅制矩形截面通道。当1cm2面积[9]的热流密度为790W/cm 2时,观察到最大热阻为0.09c/W。从那时起,在微通道几何形状、表面粗糙度、通道宽度高比、工作流体、基材等的改进方面,人们做了大量的工作来改善微通道的流体流动和传热性能。为了对磷化铟(InP)[10]制造的二极管激光器阵列进行热管理而开发的MCHS热阻为0.070C/W。结果表明,流道的水工直径和宽度高度对流道的热工性能和水工性能有显著影响。起初,很少有研究认为传统的关联和理论不适用于微、微通道。最终,研究人员消除了这些模糊性,得出结论:微通道尺寸测量的不精确性是传统相关方法产生结果偏差的主要原因。实验中的不确定性。
直径测量的不确定度占主导地位,泊松叶数的测量偏差可能达到20%。在该分析中,微尺度冲程流的自由(泊叶数)数据和宏观冲程流的偏差可以忽略。沟道宽度和沟道高度的不确定度为3%,摩擦系数[13]的计算不确定度为21%。除了测量误差之外,电双层效应、入口效应和入口效应也是造成压降偏差的可能原因。有人开发了一种强化热表征方法来发现MCHS中可能存在的不精确性和局部热。图1表示当年以来微信道的研究增量1996年至2019年