Estudo sobre uniformidade do desvio e capacidade de dissipação térmica de dissipadores multiescala com microcanais

Zhou Xiangyu ,  

Huang Wei ,  

Liu Qihang ,  

Qin Xiaojin ,  

摘要

Para resolver o problema da dissipação de calor de alta densidade de fluxo térmico e da uniformidade do desvio fluídico de múltiplas fontes térmicas, foi projetado um dissipador térmico multiescala que integra escalas de centímetros, milímetros e microcanais, e estudou-se a uniformidade do desvio e a capacidade de dissipação térmica do dissipador. Este artigo utiliza o software de simulação de dissipação térmica ANSYS Icepak para analisar o efeito de diferentes alturas e larguras de seções transversais de canais retangulares na queda de pressão do sistema e na uniformidade do desvio sob determinada vazão de entrada. Paramêtros geométricos ótimos de uniformidade do desvio, obtidos por análise numérica, foram usados para fabricar amostras do dissipador multiescala, realizando testes experimentais de desempenho térmico e características do fluido, além da análise dos resultados. Propôs-se um método simples e eficiente para testar a uniformidade do desvio dos canais, completando a caracterização quantitativa e a validação experimental da consistência da distribuição do fluido. Os resultados mostram que, com a mesma estrutura do dissipador, quando a vazão de alimentação diminui para 83% do valor nominal, a diferença máxima de queda de pressão é inferior a 3,5%, e quando diminui para 67%, é inferior a 5%, sendo a uniformidade do desvio positivamente correlacionada com a vazão de alimentação. Nos dissipadores refrigerados a líquido, a transferência de calor por radiação é pequena, e o fluido refrigerante circulante pode remover cerca de 90% do calor total do sistema. Quando a densidade de fluxo térmico da fonte de calor é 33,2 W/cm2, a elevação de temperatura no ponto de medição da fonte em relação à temperatura do líquido de entrada é de apenas 2,4 ℃, indicando forte capacidade de troca térmica dos microcanais e excelente efeito de dissipação do dissipador multiescala. As conclusões da pesquisa e os dados experimentais podem fornecer referências para o projeto de dissipadores multiescala.

关键词

multiescala; dissipador térmico; refrigeração líquida; microcanais; uniformidade do desvio

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