Avances en la investigación del enfriamiento por chorro líquido para dispositivos de alta densidad de flujo térmico

Zhang Peng Xu Weicong Zhao Li Huang Kunteng Long Qiang ,  

,  

,  

,  

,  

摘要

Con el desarrollo de dispositivos electrónicos hacia una alta integración y alta potencia, la densidad de flujo térmico continúa aumentando, planteando desafíos extremos para las tecnologías de disipación de calor. La refrigeración por chorro líquido, gracias a su muy alta intensidad local de transferencia de calor y excelente adaptabilidad espacial, se convierte en una solución potencial para la disipación de flujos térmicos a nivel de kilovatios. Este artículo revisa sistemáticamente los principios básicos y los avances en la investigación de la tecnología de refrigeración por chorro, analizando en detalle los mecanismos y características de transferencia de calor en chorros individuales, arreglos de chorros y ebullición con cambio de fase en chorros. Los resultados actuales muestran que los arreglos restringidos de chorros pueden mejorar eficazmente la uniformidad de la temperatura en la superficie de impacto y la densidad de flujo térmico crítica (CHF); la disposición escalonada de las boquillas puede suprimir significativamente el impacto negativo del flujo transversal, mejorando la estabilidad del flujo y la transferencia de calor. Además, el diseño de estructuras reforzadas a micro y nano escala en la superficie de impacto del chorro puede aumentar considerablemente los sitios de nucleación y el área de transferencia de calor, fortaleciendo significativamente la transferencia térmica. Las propiedades del fluido de trabajo, la geometría de las boquillas, el caudal del sistema y el sobreenfriamiento tienen un impacto decisivo en el rendimiento de la transferencia de calor. Actualmente, esta tecnología requiere una investigación más profunda en el desarrollo de fluidos ecológicos de bajo GWP, optimización de estructuras a múltiples escalas e integración de sistemas de refrigeración compuestos. Mediante la optimización sinérgica de múltiples factores, la tecnología de refrigeración por chorro tiene el potencial de superar los límites extremos de disipación térmica y proporcionar soluciones fiables de gestión térmica para la próxima generación de dispositivos de alta potencia.

关键词

enfriamiento por chorro;alta densidad de flujo térmico;transferencia de calor mejorada;arreglo de chorros;gestión térmica

阅读全文