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微多孔铜表面参数对自驱射流强化池沸腾的影响
1
作者 许锦阳 洪芳军 张朝阳 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期5381-5392,共12页
为强化池沸腾性能,本文基于一种适用于实际池沸腾强化的自驱射流冲击装置,使用R1336mzz(Z)作为工质,微多孔铜表面为加热表面,实验研究了自驱射流装置对沸腾性能的影响,并参数化研究了微多孔表面制备特征对池沸腾性能的影响,如烧结过程... 为强化池沸腾性能,本文基于一种适用于实际池沸腾强化的自驱射流冲击装置,使用R1336mzz(Z)作为工质,微多孔铜表面为加热表面,实验研究了自驱射流装置对沸腾性能的影响,并参数化研究了微多孔表面制备特征对池沸腾性能的影响,如烧结过程中的铜粉粒径尺寸(43µm、66µm、101µm)以及微多孔层厚度与粒径尺寸之比(4、6、10)。研究结果表明,自驱射流装置的置入确保了液体对表面的持续供给以及促进了气泡的脱离,从而有效增强了微多孔铜表面的临界热流密度(CHF)。然而,自驱射流的存在会对沸腾产生抑制作用,从而造成换热性能的轻微恶化,且抑制程度强弱与铜粉粒径尺寸大小呈正相关、与厚度与粒径之比大小呈负相关。参数化研究结果显示,沸腾换热性能随粒径增大而增大、随厚度与粒径之比增大先增大后降低。微多孔铜表面吸液能力均随铜粉粒径以及厚度与粒径之比的增加而提升,并且大部分情形下,搭配自驱射流装置与否,均不会影响其与CHF的线性正相关。但是,当粒径尺寸为101µm时,自驱射流装置会放大其过小的毛细力所带来的润湿劣势,进而造成CHF的偏低。与非微多孔铜表面的标准池沸腾性能相比,本研究的CHF和hNB@CHF提升幅度分别可达189.2%和337.5%,最佳为CHF=72.0W/cm^(2)和hNB@CHF=87.5kW/(m^(2)·K)。 展开更多
关键词 传热 相变 池沸腾 介电液体 烧结 多孔介质
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稳态法实验研究Ga_(68)In_(20)Sn_(12)液态金属界面热阻特性 被引量：1
2
作者 张岩 许锦阳 洪芳军 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期46-51,63,共7页
搭建了镓铟锡合金低温液态金属接触热阻实验平台,验证了实验系统的可靠性,对比了常规导热硅脂和液态金属的热阻特性,研究了压力、温度和界面特性对接触热阻的影响规律。实验结果表明,特征测点温度稳定变化且在稳态下具有很小的线性偏差(... 搭建了镓铟锡合金低温液态金属接触热阻实验平台,验证了实验系统的可靠性,对比了常规导热硅脂和液态金属的热阻特性,研究了压力、温度和界面特性对接触热阻的影响规律。实验结果表明,特征测点温度稳定变化且在稳态下具有很小的线性偏差(ε<6%),表明该实验系统具有较高的可靠性。与导热硅脂相比,在74 kPa的界面压力下液态金属的接触热阻降低约71%,且界面接触热阻随着压力的增加而降低。此外,界面温度的升高造成试件界面处液态金属导热系数降低,进而增加界面接触热阻。通过对铜表面镀镍处理能够有效防止液态金属对铜表面发生腐蚀,但镍层存在造成接触热阻增大。 展开更多
关键词 液态金属 接触热阻 热界面材料 界面温度 防腐涂层
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高温梯级相变胶囊堆积床储热系统数值研究 被引量：3
3
作者 孙岩松 许锦阳 洪芳军 《制冷技术》 2022年第6期1-8,共8页
本文建立了三维堆积床储热系统数值模型,对高温梯级相变胶囊堆积床系统的储热性能进行了数值研究,采用等效导热系数模型对相变胶囊内自然对流传热进行计算,并通过与文献实验研究结果对比验证了堆积床数值模型的可靠性。研究结果表明,当... 本文建立了三维堆积床储热系统数值模型,对高温梯级相变胶囊堆积床系统的储热性能进行了数值研究,采用等效导热系数模型对相变胶囊内自然对流传热进行计算,并通过与文献实验研究结果对比验证了堆积床数值模型的可靠性。研究结果表明,当换热流体入口温度由673.15K增加到723.15K时,梯级系统储热量和储?量分别增加了19%和22%,储热过程所需时间减少,平均储热功率得到提高,但储热过程平均?效率受入口温度的影响较小。换热流体入口流量的增大并不会导致相变胶囊内所储存的总热量和总?量增加,然而入口流量的增大意味着系统输入?的增加,当入口流量由0.002 50 kg/s增加到0.005 00 kg/s时,平均?效率由30%下降到19%。同时,储热时间大大缩短,平均储热功率提升了68.5%。 展开更多
关键词 高温相变胶囊 梯级 堆积床 等效导热系数模型 ?效率
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连通微小通道环路热虹吸系统换热特性实验研究
4
作者 王笑程 许锦阳 洪芳军 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期17-26,共10页
针对芯片级散热场景,设计并搭建了两相环路热虹吸实验系统(TPLT),以R245fa作为工质,在冷凝器入口冷水温度为35℃、热流密度为10—162 W/cm2的工况下,研究了充液率对系统运行特性的影响,以及沟槽宽度为0.2—1.2 mm的连通平行微小通道(IPM... 针对芯片级散热场景,设计并搭建了两相环路热虹吸实验系统(TPLT),以R245fa作为工质,在冷凝器入口冷水温度为35℃、热流密度为10—162 W/cm2的工况下,研究了充液率对系统运行特性的影响,以及沟槽宽度为0.2—1.2 mm的连通平行微小通道(IPM)与平行微小通道(PPM)的沸腾换热性能。结果表明:40%是系统的合适充液率,过高的充液率导致冷凝器内部积液产生额外的蒸发器入口过冷度,过低的充液率则无法提供足够的循环流量;由于蒸发器水平放置时,TPLT系统流量启动存在滞后性,其瞬态启动特性会影响微小通道的稳态换热性能;0.2 mm槽宽的连通微小通道(IPM02,命名方式下同)具有较好的核态沸腾换热性能,因此启动阶段不存在温度过冲;最高测试热流密度下,IPM02和IPM07的传热系数相比于PPM分别提升约11%和5.7%,IPM12的传热系数则反而低于PPM。 展开更多
关键词 连通微小通道 两相环路热虹吸 运行特性 充液率 启动特性
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低沸点工质逆流连通微通道沸腾传热均温性的实验研究
5
作者 王东玉 洪芳军 许锦阳 《制冷技术》 2023年第5期1-8,16,共9页
本文提出了一种逆流连通微通道(CFIM),并使用低沸点工质R1233zd(E),与顺流微通道(CCM)和逆流微通道(CFM)进行了对比实验。结果表明:CFIM的均温性得到了显著改善,在质量流率429 kg/(m^(2)·s)和热流密度144 W/cm^(2)下,基底最大温差... 本文提出了一种逆流连通微通道(CFIM),并使用低沸点工质R1233zd(E),与顺流微通道(CCM)和逆流微通道(CFM)进行了对比实验。结果表明:CFIM的均温性得到了显著改善,在质量流率429 kg/(m^(2)·s)和热流密度144 W/cm^(2)下,基底最大温差仅为3.7℃,比CFM和CCM分别降低了9.6℃和5.8℃;三种微通道的基底最大温差随热流密度的变化趋势都可以划分为单相阶段、沸腾发展阶段和沸腾充分发展阶段这三个阶段;沸腾状态下CCM和CFM的基底温度均呈现先升高后降低的趋势,而CFIM的基底温度最低点位于通道的中间位置,其它各点温度则较为接近。 展开更多
关键词 微通道 连通槽 流动沸腾 均温性 低沸点工质
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液态金属小通道传热特性的实验和仿真研究
6
作者 张岩 许锦阳 洪芳军 《低温与超导》 CAS 北大核心 2022年第8期42-49,共8页
本文搭建了低温液态金属泵流体环路,设计加工了铜基小通道测试段,研究了热流密度和通道高度对低温液态金属Ga_(68)In_(20)Sn_(12)层流传热性能的影响,分析了和数值仿真的差异,并探讨了通道基材和工质物性对传热规律的影响。结果表明:在... 本文搭建了低温液态金属泵流体环路,设计加工了铜基小通道测试段,研究了热流密度和通道高度对低温液态金属Ga_(68)In_(20)Sn_(12)层流传热性能的影响,分析了和数值仿真的差异,并探讨了通道基材和工质物性对传热规律的影响。结果表明:在实验工况范围内热流密度的影响可以忽略;由于液态金属的高导热系数,在相同的流量下,通道越高,传热性能反而越差;固液界面接触热阻和通道非完全润湿使实验获得的传热性能远低于仿真预测;若采用导热系数更高的金刚石制作小通道,液态金属的传热性能随通道高度的增加而提高,表明通道结构参数的优化选择需充分考虑基材和工质的物性。 展开更多
关键词 液态金属 小通道 传热性能 接触热阻
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