节流型微通道内单相和两相流动换热性能研究

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1、密级：公开论文类型：应用研究工程硕士学位论文节流型微通道内单相和两相流动换热性能研究StudyonHeatTransferPerformanceofSingle-phaseandTwoPhaseFlowinAThrottleMicrochannel培养单位：机械工程学院专业领域：机械工程学生姓名：张培新校内导师：焦永刚副教授校外导师：周欣高工二零一八年六月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书

2、而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。(保密的论文在解密后应遵守此规定)作者签名：日期：导师签名：日期：摘要微电子技术由于其精密性、精准性、灵活性现在已广泛应用于航天、军事、生物化

3、学、医疗等很多领域。微电子器件在备受使用欢迎的同时，其工作时产生的高热流影响着自身的使用寿命。微通道换热器具有较高的换热能力，成为当今电子元器件研散热究的重点。在很多情况下，为了解决实际应用针对具的问题有时不得不设计突扩突缩节流结构微通道。本文为了研究节流结构微通道流动换热性能分别从单相和气液两相角度对其进行了深入研究。本文以纯净水和和氮气为实验工质，主要讨论了热阻特性、热流特性、强化换热特性、阻力特性、压降特性对流动换热的影响。研究表明，热阻特性受流量的影响较大，随着流量的增大对流热阻减小，导热热阻与对流热阻的比值不断增大。对于热流特性而言热流一定时，流量越大压差增大幅度越明显

4、，输入热流和质量流量与换热系数是成正比的。节流结构微通道强化换热，整个通道内的对流换热系数随着流量的增大而增大，比相同实验条件下的单相液体流动换热系数小。对于阻力特性而言，单相流动摩擦阻力系数与质量流量之间成反比，随着流量的增加摩擦阻力系数不断减小，两相流动时，当流体由大通道进入小通道时，由于两相流的紊乱，微通道内流体的不可逆损失增大，随着流量的增加摩擦阻力系数不断减小。微通道进出口压力主要由通过的流量大小决定，输入加热功率一定时，随着流量的增大进出口大压差会逐渐的变大，两相流动时随着氮气体积的增大进出口压力比随之增大。关键词：节流突扩；微通道；流动换热；单相；两相Abstrac

5、tMicroelectronictechnologyhasnowbeenwidelyusedinmanyfields,suchasspace,military,biochemistry,medicalandotherfields,becauseofitsprecision,precisionandflexibility.Whilethemicroelectronicdevicesarepopularinuse,thehighheatfluxproducedbythemicroelectronicdevicesaffectstheirservicelife.Themicrochan

6、nelheatexchangerhashighheattransferability,whichhasbecomethefocusoftheresearchofelectronicelementradiatorparts.Inmanycases,inordertosolvetheproblemofpracticalapplication,itsometimeshastodesignthemicrochannelofthesuddenexpansionandthrottlestructure.Inordertostudytheflowandheattransferperforman

7、ceofthethrottlestructure,thecharacteristicsoftheflowandheattransferarestudiedfromthesinglephaseandthegas-liquidtwophaseanglerespectively.Inthispaper,theeffectsofthecharacteristicsofthermalresistance,heatflow,heattransfer,resistanceandpressure