复合异构型表面池沸腾传热特性数值模拟

摘要

为提高电子器件双相浸没液冷传热性能，基于分区功能协同的设计理念提出了一种由中心蘑菇装微柱与外围非对称沟槽区组成的复合异构型表面，分别强化气泡成核及脱离与液体回补过程。采用体积分数（VOF）方法的三维瞬态数值模拟，研究复合异构型表面的传热性能以及表面结构对气泡成核及脱离行为的影响，并将其与光滑表面和凹槽表面对比分析。结果表明：在研究的热流密度范围内，复合异构型表面表现出了更优的传热性能，对比光滑表面和凹槽表面的壁面过热度平均降低了28.3%和18.7%，传热系数平均提高了39.5%和22.0%。这归因于其表面结构增加了表面有效传热面积与活化位点密度。此外复合异构型表面的异构结构通过协同设计，同步提升了成核效率，气泡脱离速率与表面再湿润能力。

关键词

池沸腾 / 表面改性 / 传热特性 / 数值模拟

基金资助

河北省“三三三人才工程”（C2024037）; 河北水利电力学院基本科研业务费专项资金资助（SYKY2429）; 企业委托“高热流密度电路板浸没相变液冷传热特性研究”