喷雾冷却技术及其在电子冷却领域的应用

喷雾冷却作为一种新型的冷却方式,在电子器件散热方面具有广阔的应用前景。本文介绍了喷雾特性、换热工质、喷射角度及高度、强化表面和纳米添加剂对喷雾冷却换热性能的影响。简述了常见的电子冷却技术以及喷雾冷却技术在电子冷却方面的应用前景。     

喷雾参数对喷雾冷却换热特性影响的实验研究

搭建了一套封闭式喷雾冷却实验系统(水为工质),利用高速摄像仪对实验进行了可视化研究,分析对比了喷雾高度和喷雾压力在光滑表面及微结构表面对喷雾冷却换热特性的影响。结果发现:相比于光滑表面,在微结构表面上,喷雾高度和喷雾压力对喷雾冷却换热的影响更加明显。当喷雾高度较高时,降低喷雾高度可明显提高热流密度,直至喷雾高度较低且喷雾底圆与换热面内接时,继续降低喷雾高度,热流密度也略有上升;反之,提高喷雾高度则会降低热流密度,减小工质的有效流量,使换热表面过早出现干涸,表面温度均匀性变差。但大幅降低喷雾高度会延迟喷雾冷却进入两相区换热,降低喷雾冷却效率,并不利于换热。所以,喷雾高度对喷雾冷却换热特性的影响具有两面性,而喷雾压力的影响则趋于单一性,增大喷雾压力能提高喷雾冷却热流密度,增强表面温度均匀性,尤其在单相区,随着喷雾压力的增大,热流密度明显增大,最后趋近于一个固定值。     

混合工质林德节流制冷技术的发展分析

单工质单级蒸汽压缩式制冷循环是目前最成熟的制冷技术,但在低温温区（?40℃以下）具有一定局限性,而混合工质节流制冷技术能够适应不同温区,特别在深低温区极具研究价值。本文介绍了共沸、近共沸及非共沸混合物制冷剂的原理及特点。研究发现,共沸和近共沸混合工质制冷剂与单工质具有相似的性质;单级压缩混合工质制冷机依靠非共沸混合制冷剂的高度温变相变特性实现深度制冷。阐述了一种混合工质林德循环系统（LHR）的国内外发展历史和研究现状,指出LHR经历了开式循环、多级压缩闭式和单级压缩闭式循环3个发展阶段。最后结合混合工质林德循环系统实验,提出了增加风冷预冷器、回热器发泡保温等改进措施及研究优化重点,包括混合工质组分及最佳配比、热物性计算、换热器保温等方面的优化。