特斯拉阀型微通道热沉换热强化的数值研究

• 作者: 李晓娟 金志江 钱锦远 陈珉芮
• 来源期刊: 流体机械
• 学科: 工学
• 关键词: 特斯拉阀 微通道 热沉 强化换热
• 年，卷（期）: 2020,（12）
• 所属期刊栏目: 设计计算
• 页码范围: 36-42
• 页数: 7页
• 分类号: TH12
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1005-0329.2020.12.006

摘要

由于受到空间的限制,微电子领域的散热设备必须满足体积小、效率高等特点.微通道热沉因其优良的特性,能够满足微电子设备的散热要求,目前已得到广泛运用.随着微电子技术的发展,电子设备的集成度越来越高,为了设备能够高效平稳运行,对散热提出了更高的要求.由于特斯拉型通道包含了分叉结构,当冷却流体流经时分叉结构可以增强对流体的扰动,达到增强换热的目的.本文采用数值模拟的方法,对特斯拉阀型微通道热沉的强化换热进行研究.改变特斯拉阀型通道级数、特斯拉阀弧形通道外侧半径以及特斯拉阀的设置方向,得到不同几何参数下特斯拉阀型微通道热沉底面的温度分布、平均温度和冷却流体的进出口压降,从而研究其换热特性和流动特性.当特斯拉阀级数为12,特斯拉阀弧形通道外侧半径为750μm时,微通道热沉的散热效果最好.当冷却流体流量小于5 mL/min时,特斯拉阀正向设置的散热性能及流动性能均优于逆向设置;当冷却流体流量大于5 mL/min时,特斯拉阀逆向设置的散热效果优于正向设置,但需要以更大的流体压降为代价.