Традиционные технологии воздушного охлаждения в настоящее время не могут удовлетворить потребности охлаждения электронных устройств с высокой плотностью теплового потока, и технологии жидкостного охлаждения стали актуальной темой исследований. Водяной охладитель с струйным охлаждением, являющийся разновидностью жидкостного охлаждения, в основном использует форсунку для распыления рабочего тела на поверхность твердого тела с целью отвода тепла. В данной работе исследовано влияние основных параметров струйного водяного охлаждения (отношение площади распыления, количество форсунок, наличие микроканалов) на производительность радиатора. Результаты моделирования показывают, что оптимальное отношение площади распыления составляет 0,14, при этом средняя температура основания радиатора составляет 55,8 ℃, потеря давления 5,35 кПа, числа Нуссельта и коэффициенты теплоотдачи равны 28,1 и 3,45 кВт/(м2·К) соответственно; оптимальное количество форсунок – 4, средняя температура основания радиатора при этом минимальна – 51,4 ℃, потеря давления 5,52 кПа, числа Нуссельта и коэффициенты теплоотдачи достигают максимальных значений – 35,2 и 4,33 кВт/(м2·К), эффективно устраняя локальные горячие точки; увеличение микроканалов значительно улучшает общую теплопередачу радиатора, снижая среднюю температуру на 3–6 ℃. При количестве форсунок 4 размещение микроканалов повышает число Нуссельта с 35,2 до 43,3, коэффициент теплоотдачи с 4,33 до 5,32 кВт/(м2·К), однако давление падает немного (повышение примерно на 20–60 Па).

Струйный водяной охладитель;отношение площади распыления;количество форсунок;микроканалы;оптимизация производительности