张永海
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魏进家
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孔新
工程热物理学报
对电子芯片在FC-72工质中浸没喷射沸腾换热进行了实验研究.通过干腐蚀技术在硅片表面加工出交错排列的柱状微结构(30 μm×60 μm,50 μm×60μm,50 μm×120 μm,30 μm×120 μm,宽×高),硅片尺寸为10 mm×10mm×0.5 mm,过冷度为35 K,喷射速度Vj分别为0.5,1,1.5 m/s.喷嘴数目分别为1,4和9,直径分别为3,1.5和1mm.喷嘴出口到芯片表面的距离分别为3,6和9 mm.实验表明,交错排列柱状微结构的换热效果要好于光滑芯片,临界热流密度随着喷射速度的增加而增加.在雷诺数及其他工况相同的情况下,不同喷嘴数目对换热的影响不同,当n=4时,所有芯片的壁面温度最低,临界热流密度最高,其次是n=9,换热效果最差的是n=1.在雷诺数及其他工况相同的情况下,所有芯片的换热性能在喷射距离s=3 mm时最好,其壁温最低,临界热流密度最高,随着喷射距离的增加,其壁面温度逐渐升高,临界热流密度逐渐减小.
关键词:
射流冲击
,
沸腾
,
强化换热
,
交错排列
,
柱状微结构
张永海
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魏进家
,
孔新
工程热物理学报
对电子芯片在FC-72工质中浸没喷射沸腾换热进行了实验研究.通过干腐蚀技术在硅片表面加工出50 μm×60μm,50 μm×120μm(宽×高)的柱状微结构,硅片尺寸为10 mm× 10 mm×0.5 mm,过冷度分别为25、35 K,喷射速度Vj分别为0.5、1.0、1.5 m/s.实验表明,临界热流密度随着喷射速度和过冷度的增加而增加,增加过冷度和喷射速度可减小气泡脱离时的尺寸,增加气泡脱离频率,因此提高了临界热流密度并且降低了壁面温度.此外,在单相对流换热区对流换热占据主导地位,热流密度随着壁面过热度线性增加;在核态沸腾换热区,对流换热与核态沸腾换热同时影响着换热过程.当喷射速度较小时,核态沸腾区曲线的斜率比单相对流区曲线的斜率大得多,显示出浸没喷射沸腾的优良换热性能.
关键词:
射流冲击
,
沸腾
,
强化换热
,
柱状微结构
