Um den Einfluss unterschiedlicher mikrostruktureller Rippenüberlagerungen auf das Strömungs- und Wärmeübertragungsverhalten eines Mikrokanal-Wärmetauschers zu untersuchen, wurden 16 Kombinationen mikrostrukturierter Rippen entworfen. Mittels numerischer Simulation wurden 4 optimierte Strukturen zur Analyse ausgewählt. Untersucht wurden Strömungsfeld- und Temperaturfeldmerkmale, Druckverlust, Reibungskoeffizient, Basistemperatur, Nusselt-Zahl und die综合sse Leistung, und der Vergleich mit rechteckigen glatten Mikrokanälen durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Einführung der mikrostrukturierten Rippenüberlagerung den Druckverlust und Reibungskoeffizienten deutlich erhöht, dabei gilt: Je spitzer die Rippenform, desto größer der Strömungswiderstand. Gleichzeitig induziert diese Struktur einen Drosselungseffekt, der Hufeisenwirbel und Nachlaufwirbel an den Enden der oberen und unteren Rippenlagen erzeugt; unterschiedliche Mikrostrukturformen führen zu unterschiedlichen Strömungseigenschaften. Hinsichtlich der Wärmeübertragung sinkt die Basistemperatur im Vergleich zu rechteckigen glatten Mikrokanälen maximal um 12,87 K, die relative Nusselt-Zahl steigt um bis zu 57,4 %. Die综合sse Leistungsbewertung zeigt, dass der Typ-1-Mikrokanal dank seiner ausgezeichneten Wärmeübertragungsfähigkeit effektiv den Druckverlust ausgleicht und optimale Strömungs- und Wärmeübertragungseigenschaften erreicht.

Mikrokanal; Mikrostruktur; Rippenüberlagerung; Wärmeübertragungsverbesserung; Strömung