水平柱群通道全氟己酮过冷沸腾传热特性研究

为提升散热量不断增加的电力电子器件冷却系统的高效换热能力,提出采用全氟己酮为工质的水平双直角五边形肋柱通道流动沸腾换热系统对其进行冷却。通过实验的方法制作了入口当量直径为3.81 mm的五边形柱群通道结构,对通道内流动沸腾的平均及沿程换热特性展开了研究,实验工况如下:壁面热流密度为50~400 kW·m^(-2),入口流速为0.1~0.9 m·s^(-1),入口过冷度为15~35℃。结果表明:当热流密度低于100 kW·m-2时,单相对流占主导,增加流速与过冷度能够明显促进壁温降低;当热流密度高于200 kW·m^(-2)时,沸腾吸热占主导,增加流速与过冷度时壁温的降低幅度不明显;在热流密度为400 kW·m^(-2)、过冷度为15℃的工况下,柱群通道的平均传热系数最高;通道沿流向的局部传热系数总体呈现上升趋势,随着热流密度的增大、流速与过冷度的降低,通道出口传热系数相比进口的增长更加显著,此时通道内流体沿流向的沸腾剧烈程度发展速度更快、通道出口的沸腾程度更剧烈。该研究可为水平柱群通道内流动沸腾传热的最佳工况设计提供理论基础。

竖直肋柱通道氟碳工质过冷沸腾实验研究

为改进大功率电子设备冷却系统,对竖直五边形肋柱通道进行了氟碳工质过冷沸腾实验,热流密度、进口流速、过冷度分别为50~400 k W·m^(-2)、0.1~0.9 m·s^(-1)、14~29℃。研究发现:随着热流密度的增大,平均传热系数和压降总体上增大,传热因子在进口流速大于0.5 m·s^(-1)时增大;随着进口流速的增大,平均传热系数在中高热流密度下先减小后增大,传热因子均减小;随着过冷度的增大,加热壁面均温总体上降低,平均传热系数均减小,传热因子在进口流速大于0.5 m·s^(-1)时减小。