磁流體脈動熱管流動與傳熱特性的理論研究.pdf

1、科技的發(fā)展使得電子設備集成度越來越高，導致工作時單位面積積累熱量越來越多，過高的溫度會使芯片失效或者損壞，因此需要高效的傳熱設備對多余熱量進行轉移。根據牛頓冷卻公式，強化傳熱從面積、溫差及傳熱系數方面入手，大多數工程研究主要集中于擴大散熱面積，但是此方法在微尺度散熱方面優(yōu)化不足。脈動熱管是一種具有高傳熱性能且低成本的特殊熱管，它在工業(yè)應用的優(yōu)勢逐漸明顯，能夠在轉移熱量時建立一條低熱阻通道，使熱量能轉移至更佳的空間進行冷卻。故優(yōu)化脈動熱管

2、傳熱性能對于提高電子設備熱控水平有著重要的工程應用價值。
　　本文采用數值模擬方法對高導熱性水基鐵流體脈動熱管的傳熱性能仿真優(yōu)化，分析了加熱功率、加熱壁溫、水基鐵體積濃度與外加磁場對脈動熱管傳熱的影響。主要研究內容如下:
　　(1)將磁流體作為不可壓縮的單流體處理，利用實驗測試結果與半經驗公式對比方法，建立了物理參數的計算模型，計算了不同體積濃度(0％-5％)和施加外加磁場時水基鐵流體的密度、比熱、熱導率及粘度。
　　

3、(2)建立了適用于水工質方形脈動熱管的蒸發(fā)冷凝模型，F(xiàn)LUENT模擬了不同加熱功率下熱管的溫度分布，計算的熱阻與文獻結果呈現(xiàn)相同趨勢，驗證了該模型的可行性。
　　(3)將所建立的蒸發(fā)冷凝模型與FLUENT軟件的多相流Mixture模型結合，研究了在恒壁溫及恒熱流邊界條件下水基鐵體積濃度、外加磁場影響脈動熱管運行與傳熱影響程度。結果表明:在一定范圍內，隨著水基鐵流體體積濃度的增加，兩類邊界條件熱管傳熱性能得以提升;恒定磁場與梯度磁場