微冲击射流的换热特性研究

论文摘要

当前,各种电子产品均朝着体积小、重量轻的方向发展,电子产品的性能受温度和温度分布的影响很大,传统冷却方式的设计极限和制作技术已经越来越无法满足要求。射流冷却技术,是利用射流冲击被冷却面,在驻点区产生很薄的边界层来增强换热效果的一种冷却技术,其中微冲击射流冷却技术,可以极大地提高被冷却表面换热系数,它作为一种能有效解决高热流密度分布的冷却技术而受到广泛关注。本文进行了微冲击射流的数值模拟和试验研究两方面的工作,采用水作为冷却工质,通过改变射流雷诺数(Re)、喷嘴直径( d n)、喷口到被冲击表面的距离(H),研究上述参数的改变对微冲击射流换热的影响。研究表明:在相同直径、喷口到冲击表面的距离不变的情况下,随着射流雷诺数的增加,换热系数随之增大,在相同直径,射流雷诺数相同的情况下,随着喷口到冲击表面的距离增大,换热系数随之减小,在射流流量相同的情况下,随着射流直径的减小,换热系数随之增大。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 图表清单
• 符号表
• 第一章 绪论
• 1.1 本研究课题的背景和实用意义
• 1.2 冲击射流技术发展简介
• 1.3 冲击射流的特征
• 1.3.1 冲击射流的分类
• 1.3.2 冲击射流理论
• 1.4 冲击射流技术国内外文献综述
• 1.5 本文主要研究工作
• 第二章 数值模拟方法
• 2.1 湍流研究的数值方法
• 2.1.1 直接模拟
• 2.1.2 大涡模拟
• 2.1.3 应用时均雷诺方程的模拟方法
• 2.2 数值求解方法
• 2.3 FLUENT 软件简介
• 2.3.1 FLUENT 的前置模块GAMBIT
• 2.3.2 FLUENT 软件的组成
• 2.3.3 FLUENT 求解对象
• 2.3.4 FLUENT 中的紊流模型
• 2.3.5 FLUENT 的离散化方法
• 2.3.6 Fluent 数值模拟步骤及流场求解过程
• 2.4 网格划分
• 第三章 数值模拟结果和分析
• n= 0. 5mm 的流动和换热特性情况'>3.1 d_n= 0. 5mm 的流动和换热特性情况
• n= 0.7 mm 的流动和换热特性情况'>3.2 d_n= 0.7 mm 的流动和换热特性情况
• 第四章 微冲击射流换热特性试验研究
• 4.1 试验装置和仪器设备
• 4.1.1 试验装置
• 4.1.1.1 供水系统
• 4.1.1.2 射流冲击系统
• 4.1.1.3 测控系统
• 4.1.2 试验设备和仪器
• 4.2 试验方法
• 4.2.1 冲击表面换热系数计算原理
• 4.2.2 试验数据处理方法
• 4.3 试验误差环节分析
• 4.4 试验结果分析
• n= 1. 0mm 试验分析'>4.4.1 d_n= 1. 0mm 试验分析
• 4.4.2 射流孔深度相同，射流孔直径不同条件下的研究
• n= 0.7 mm 试验分析'>4.4.2.1 d_n= 0.7 mm 试验分析
• n= 0.5 mm 试验分析'>4.4.2.2 d_n= 0.5 mm 试验分析
• 4.4.3 射流孔深度变化条件下的研究
• 4.4.4 射流流量变化情况下，不同直径的换热系数的比较
• 4.4.5 射流流体进口压力改变条件下，换热特性的变化情况
• 4.5 试验总结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文