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双层热沉单参数研究

双层热沉的几何参数和操作条件必然会影响其性能,研究各个参数对双层热沉性能的影响,探究其规律,为双层热沉的多参数优化研究奠定理论基础。


在固定总泵功为0.05W和底部热流100W/cm2的条件下,本节分别讨论了通道数见通道宽度%,底通道高度压1和底通道冷却剂入口流速Mini对双层热沉性能的影响。研究其中的一个参数时,其余三个参数均固定不变。由于每个参数对双层热沉性能的影响均依赖于其余三个参数的选择,因此,ca88手机版厂为更好的研究参数之间的耦合效应,选取了两组基准值,分别为基准1和基准2,如表1所示。

表1:两组基准的设定

基准1

基准2

N

100

80

WQ (mm)

0.06

0.04

ci (mm)

0.4

0.6

Mini (m/s)

0.5

0.3

研究某一参数对双层热沉性能的影响规律及双层热沉的性能更易受哪个参数的影响,因此两组基准值的选取是任意的。冷却剂为纯水,双层热沉基材为硅,两者的热物性参数列于表2中。

表2:冷却剂及固体材料的热物性参数

纯硅

纯水

(W/m.K)

148

0.613

p (kg/m3)

997

cP(J/kgK)

4179

(kg/m*s)

0.000855

图1:双层热沉传热过程热流分布情况

 双层热沉传热过程热流分布情况

双层热沉底壁面最大温差减小。当通道数iV继续增大时,双层热沉的单元宽度减小,由于通道宽度固定,所以竖直肋条宽度叭减小,通过ca88手机版固体导热由双层热沉底壁面传至竖直肋及水平横肋的热量减少。肋条宽度的的减小导致通道中被冷却剂带走的热量减小,因此,由双层热沉底壁面传来的热量更多的堆积在了双层热沉内部,从而引起了双层热沉底壁面最大温度和最小温度的增加。

表3:全局热阻为目标函数的单目标优化中搜寻变量的三组初始设定

N

Wc (mm)

Hc\ (mm)

Mini (m/s)

初始设定1

100

0.05

0.5

0.6

初始设定2

80

0.06

0.2

0.7

初始设定3

60

0.08

0.4

0.8

双层热沉的上下两层冷却剂通常选用相同的入口温度。但是,通过之前的研究发现,双层热沉中冷却剂的逆流布置会影响双层热沉的冷却性能。这种逆流布置造成的双层热沉中截面温度分布正是由于冷却剂的逆流布置,因此,顶通道下游的顶冷却剂温度必然高于底通道上游的底冷却剂温度,从而对底通道上游的底冷却剂具有加热效应,ca88手机版厂降低了其冷却能力,继而影响了双层热沉的整体性能;原始设计的底层结构完全相同,唯一的不同之处在于新设计的顶层通道在其下游处被截断,正是由于顶通道的截断设计,从而减弱了顶通道下游顶冷却剂对底通道上游底冷却剂的加热效应,改善了双层热沉的性能。


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点击次数:  更新时间:2018-01-17 08:57:45  【打印此页】  【关闭