陣列噴霧冷卻換熱特性及表面溫度均勻性實驗研究.pdf

1、電子設備集成度和功率密度的不斷提高，導致電子元件散熱問題越顯突出，傳統(tǒng)散熱方式已很難滿足其散熱要求。相比，噴霧冷卻技術因其散熱高效，溫控良好，工質(zhì)需求量少等優(yōu)勢在傳熱領域受到研究者廣泛的關注，具有廣闊的應用前景。目前噴霧冷卻的研究多集中在單噴嘴或兩噴嘴的小尺寸面換熱機理方面，本文以大功率固體激光器散熱工程應用為背景，設計標準模塊化冷卻器，針對大噴淋表面研究了沸騰區(qū)陣列噴霧冷卻換熱特性。主要研究工作如下:
　　(1)以R134a和R

2、407c為冷卻工質(zhì)，設計搭建了封閉式循環(huán)噴霧冷卻實驗系統(tǒng)，并計算分析了噴嘴霧化特性，結(jié)果表明:同一工況下，R407c霧化液滴的Suater平均直徑小于R134a，且液滴Suater平均直徑隨著噴霧壓降的增大均會變小。
　　(2)設計排布噴嘴陣列，計算最優(yōu)噴霧高度，優(yōu)化冷卻液流道結(jié)構，研制出陣列噴霧模塊化冷卻器，并測試驗證了整個噴嘴陣列噴霧的均勻性。
　　(3)以封閉式噴霧冷卻系統(tǒng)為實驗平臺，探索了噴霧流量、噴霧壓力、工質(zhì)入口

3、溫度、冷卻工質(zhì)、表面肋結(jié)構對陣列噴霧冷卻換熱特性的影響規(guī)律，噴霧流量和壓力的增大，使得液滴數(shù)增加增強了換熱能力;工質(zhì)入口溫度的提高增強了沸騰換熱;肋結(jié)構能明顯改善換熱性能;介質(zhì)R407c換熱性能較優(yōu)于R134a。之后，實驗研究了陣列噴霧表面溫度分布不均勻性的影響因素，陣列噴霧下表面液膜自由流動區(qū)域溫度分布更趨于均勻，流量的增加也能改善溫度不均勻性。
　　(4)優(yōu)化實驗工況參數(shù)，進行模塊化冷卻器換熱特性測試，結(jié)果表明:冷卻器具備熱流