微通道形状对自相似热沉综合性能的影响分析

自相似微通道热沉(SSHS)作为一种新的换热结构设计,比一般的微通道热沉(MHS)具有更好的综合性能。前期工作通过将内部分流通道改为渐缩式斜坡结构,使内部流量分配不均受到了很大抑制。本文在此基础上,利用数值模拟方法进一步分析了微通道(溢流通道)形状对SSHS流动及传热过程的影响。计算结果表明,原设计中溢流通道内存在较大的低流速区,导致了不均匀的换热过程;将矩形截面微通道改为梯形截面,可以减小溢流通道内低速区的流通面积,从而使微通道内的流动和换热过程更加均匀;进一步对比分析发现,随着溢流通道顶部宽度mw减小,低流速区域占比进一步减小,换热均匀性有所提高;该结构优化方案对流动阻力的影响较小,流量在0.18~1.8kg/h范围内,流动阻力增加平均不超过5%,但换热均匀性平均提高15%左右。