Als Kernkomponente der Zweiphasenkühlungstechnologie rücken die Wärmetransportmerkmale der Direktkühlplatte zunehmend in den Fokus. Basierend auf einem experimentellen zweiphasigen Kreislaufsystem mit Pumpe wurde eine Direktkühlplatte mit parallelen kleinen Kanälen entworfen. Die Kanalbereichsabmessungen der Platte betragen 140 mm × 50 mm, sie enthält 21 Kanäle mit einem Querschnitt von 1,5 mm × 15 mm, die Kanäle sind durch Rippen mit einer Dicke von 0,5 mm getrennt. Durch Veränderung der Zulauftemperatur des Kältemittels, des Durchflusses und der Wärmestromdichte werden die Variationsmuster der Wandtemperatur und des Oberflächenwärmeübergangskoeffizienten in verschiedenen Bereichen innerhalb des Kanals der Direktkühlplatte analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass bei einer Kältemittelwärmestromdichte von 0,5 W/cm², einer Zulauftemperatur von 15℃ und einer Massenstromrate von 150 kg/h die Wandtemperaturen in den verschiedenen Kanälen monoton in Flussrichtung ansteigen; bei einer Erhöhung der Wärmestromdichte auf 6 W/cm² steigen die Wandtemperaturen zunächst an und stabilisieren sich dann, wobei die Wandtemperaturen in den mittleren Kanälen höher sind als in den Randkanälen. Bei niedriger Wärmestromdichte bleibt der Oberflächenwärmeübergangskoeffizient an verschiedenen Positionen innerhalb des Kanals entlang der Flussrichtung im Wesentlichen konstant; bei hoher Wärmestromdichte zeigt der Oberflächenwärmeübergangskoeffizient am Kanalausgang eine steigende Tendenz mit einer maximalen Steigerung von 21 %. Ähnlich wie bei der Wandtemperatur ist der Oberflächenwärmeübergangskoeffizient in den Randkanälen um 7 % bis 24 % höher als in den mittleren Kanälen.

Zweiphasenkühlung; Siedewärmeübertragung; parallele kleine Kanäle; Direktkühlplatte