微通道冷凝換熱實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、微尺度器件的應(yīng)用正處于積極的探索之中，系統(tǒng)也會(huì)變得越來越復(fù)雜，因而人們對(duì)微尺度的基本傳熱和流動(dòng)過程中的理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)需求也與日俱增。工程應(yīng)用中，微通道中的流動(dòng)冷凝過程是微熱管、電子芯片散熱、緊湊式換熱器、傳感器冷卻以及微電子系統(tǒng)冷卻等領(lǐng)域的關(guān)鍵熱物理過程。研究微通道中的冷凝過程，具有重要的工程應(yīng)用前景和學(xué)術(shù)價(jià)值。目前對(duì)微通道中的單相流和沸騰流動(dòng)已經(jīng)有了比較深入的研究，但是對(duì)微通道中冷凝流動(dòng)的研究卻相對(duì)不足。 本文介紹了微通道的尺

2、寸結(jié)構(gòu)、組裝換熱器、搭建測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)、采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)出可以觀察流型的微通道換熱器、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)。微通道換熱器實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和測(cè)試的關(guān)鍵是： 1）密封微通道內(nèi)高溫高壓并且具有腐蝕性的制冷劑關(guān)系到試驗(yàn)成敗，制冷劑比水的實(shí)驗(yàn)難做，因?yàn)橐笤囼?yàn)系統(tǒng)有較高的耐壓能力(0.85MPa 以上)，并且試驗(yàn)同時(shí)要求對(duì)微通道的流動(dòng)進(jìn)行可視化觀察，又因?yàn)橥该鞑牧系南拗疲o密封帶來了困難，因?yàn)橥该鞯挠袡C(jī)材料不能焊接。本文經(jīng)過探索，最后設(shè)計(jì)

3、出合理的換熱器結(jié)構(gòu)解決了密封問題。 2）各個(gè)元件的熱容對(duì)微小流量實(shí)驗(yàn)影響較大，在微流量(10W 以內(nèi))下，任何一個(gè)部件的不良熱損失都可能占總換熱量相當(dāng)大的比重，而且II不僅僅要考慮到散熱，還應(yīng)當(dāng)考慮到與制冷劑以及水接觸的各個(gè)部件的熱容，熱容影響試驗(yàn)的穩(wěn)定性。本文實(shí)驗(yàn)材料盡量采用熱容較小和體積較小的材料，使實(shí)驗(yàn)迅速達(dá)到穩(wěn)定，控制熱損失。 3）控制小流量比較困難，實(shí)驗(yàn)工況的制冷劑質(zhì)量流量相當(dāng)小，利用現(xiàn)有的閥門來控制制冷劑提供

4、罐流入換熱片的流量有一定的難度，因?yàn)楸疚氖褂玫牟皇且粋€(gè)閉環(huán)的系統(tǒng)，而是使制冷劑從提供罐流經(jīng)各個(gè)實(shí)驗(yàn)傳感器和換熱片然后回到回收罐。 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析得出如下的幾點(diǎn)結(jié)論： 1）在普朗特?cái)?shù)范圍為1