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随着半导体技术和电子技术的快速发展,高集成化和高性能化的微电子器件在航空航天、能源、医疗和汽车工业等领域发挥着越来越重要的作用。为了避免出现高热流密度引起的器件高温失效问题,对微电子器件进行有效热管理是非常关键的。传统的风冷和液冷技术不仅功耗高而且散热效率低,严重影响了器件的稳定性和可靠性。近年来,国内外研究者提出了多种新型被动式和主动式强化换热技术。其中,纳米流体强化换热技术由于成本低、操控灵活和形式多样性的特点,受到了广泛的关注。特别是对于二氧化硅纳米颗粒,良好的机械和化学稳定性、丰富的结构形式和多样化的合成方法等优势引起了研究者极大的兴趣。目前,二氧化硅纳米流体在导热、对流和辐射传热方面都有显著的强化性能。以电子器件液冷技术为背景对二氧化硅纳米流体在强化对流换热的研究进展进行了系统综述,首先介绍了二氧化硅纳米流体的性质和制备方法,然后讨论并总结了二氧化硅纳米流体在单相对流(自然对流和强制对流)和相变对流(池沸腾和流动沸腾)领域的研究现状,最后强调二氧化硅纳米流体对流换热技术存在的问题以及未来发展的方向,为建立高性能纳米流体液冷换热技术体系提供相应的思路和参考。 相似文献
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随着科学技术的进步,电子器件、太阳能和机械加工等系统均趋向于高功率和微型化发展.然而,这些系统内部产生的热量也随之增加,导致系统过热甚至烧毁,因此,亟需发展高效热管理系统,以及时带走系统热量.近年来,多种新型热管理技术被广泛研究和应用,其中,复合纳米流体强化换热技术因具有效果显著、成本低廉和无额外能耗等优势而备受关注,成为研究和应用的热点之一.本文对复合纳米流体强化换热技术的研究进展进行全面综述.首先总结了近年来复合纳米流体制备的研究现状,然后分析了复合纳米流体的一般性能、传热性能及相关影响因素,着重讨论了复合纳米流体强化换热机制.此外,还介绍了复合纳米流体在微电子、太阳能装置及散热器等领域的应用.最后,讨论了复合纳米流体强化换热技术目前面临的挑战,并提出了未来的发展方向. 相似文献
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将固体颗粒加入到传统换热介质中形成固-液两相流流体,是一种新型的强化换热介质。设计小型卧式直管加热炉试验装置,用粒径分别为60 nm,150 nm,55μm及质量分数为1%的Al2O3-H2O两相流流体做换热试验,在流量为7 L/min、8 L/min、9 L/min和炉温为80℃、100℃、120℃、140℃情况下使用计算机对加热直管内、外壁温度和进、出口流体温度数据进行采集和分析。研究发现:固-液两相流流体强化对流传热的效果与颗粒的粒径、流体的流速和加热炉炉温有关。 相似文献
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采用数值计算的方法,自行设计螺旋翅片管温度场计算软件,并利用其计算结果讨论了管内壁和外壁对流换热系数的变化规律,及管内外热阻的匹配问题。数值计算结果表明,管内换热系数随温度的升高而升高,管内空气和管外烟气的流速分别显著影响管内管外换热系数。翅片管的外形尺寸同样影响到螺旋翅片管的温度分布。 相似文献
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炉缸冷却壁冷却性能主要体现在冷却水与水管间的对流传热。因为工程上常用计算对流换热系数的经验公式不能满足不同的水流状态从而导致炉缸热应力分析误差较大,所以以某高炉炉缸结构为例,首先利用传热学准数方程推导出冷却水处于不同流动状态时对应的综合对流换热系数表达式,同时探讨了对流换热系数经验公式的适用范围;然后通过迭代计算推导出了冷却水处于层流状态下考虑衰减热阻时的综合对流换热系数表达式;最后对烘炉状态下炉缸侧壁传热模型进行瞬态传热与冷却分析,得到了微水烘炉甚至闭水烘炉的热工依据,可为初步制定高炉烘炉制度进行评估和完善。 相似文献
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应用GW统计接触模型,建立了粗糙表面之间的接触导热模型.与实验数据的对比分析表明:该模型能够正确地反映接触导热现象.在此基础上,对接触表面进行了合理的简化,建立了接触界面间的辐射传热模型.数值计算表明:当接触表面的温度高于400K时,辐射的影响已不可忽略;载荷对接触导热热导的影响明显大于对辐射热导的影响,导热热导随载荷的增大迅速增大,而辐射热导以及等效辐射系数均随载荷的增大有所减小,这主要是由接触界面的空隙面积减少造成的;在接触面几何参数中,粗糙峰等效斜率对等效辐射系数起着主导作用,在相同的量纲1的载荷情况下,粗糙峰等效斜率越小,等效辐射系数越大;通过对本文提出的等效辐射系数的误差检验,结果表明其最大相对误差为10-3数量级,说明等效辐射系数仅仅为接触界面黑度、几何特性和接触载荷的函数,而与接触界面温度水平和温差无关,同时也间接证明了本文提出的等效辐射系数可以较为合理地描述接触界面间的辐射换热强度. 相似文献
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摘要:高炉炉缸内衬表面形成稳定的凝铁层将延长高炉寿命。采用自制的凝铁层模拟实验装置,在中温高压条件下利用锡与焦炭制备凝铁层模拟样品;通过三维数码显微镜观察统计不同凝铁层模拟样品对应的金属与焦炭的面积比,采用瞬态平面热源法测定导热系数,探究其对凝铁层导热系数的影响。结果表明,凝铁层模拟样品(凝锡层)的导热系数范围是23.58~40.39W/(m·K);凝铁层样品的导热系数范围为28.05~48.19W/(m·K);还原凝铁层真实导热系数后,可以确定高炉炉缸区域传热模型中的气隙厚度为0.5~1.0mm。 相似文献
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采用超声波辅助电沉积工艺制备了9种不同孔结构的泡沫铜,研究了水工质、层流-紊流转捩状态下(0.4~1.3 m/s)泡沫铜的孔密度和孔隙率对换热性能的影响。结果表明:相同孔隙率,孔密度从10 ppi增大到45 ppi时,泡沫铜的黏性系数K1和惯性系数K2分别降低约80%和50%,努赛尔数Nu提高了约1.0倍;相同孔密度,孔隙率从96%降低到90%时,泡沫铜的K1和K2分别降低约30%和20%,Nu提高了约0.5倍;10 ppi孔密度、96%孔隙率的泡沫铜具有最优的综合性能。 相似文献
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根据固体导热理论讨论大平板和平面轴对称圆筒中对流边界的等效置换问题.利用有限元计算了高炉炉缸冷却壁中水管表面的对流换热边界向内部边界等效置换,给出了算法和计算实例.对流换热边界置换后可使冷却壁一炉墙结构的平面导热问题化为一维问题. 相似文献