新型金属泡沫-微柱群复合热沉内流动传热性能分析

摘要：

高效热管理技术是大功率微电子设备安全运行的可靠保障.为进一步强化高功率电子器件的冷却效果,本文提出了一种新型泡沫铝-微柱群复合热沉结构.采用实验和数值模拟相结合的方法对新型水冷泡沫铝-微柱群复合热沉内的流场分布、壁面温度分布、阻力系数、换热性能及柱鳍与泡沫铝间的耦合传热规律等开展了深入分析.研究结果表明,与传统微柱群热沉相比,20PPI泡沫铝-微柱群复合热沉的壁面最高温度大幅降低,平均换热性能提升了33.9％～41.5％.然而,微柱群内填充泡沫铝却导致流动阻力增大,增加了7.9～10.5倍.泡沫铝-微柱群复合热沉的强化换热机理为:微柱群热沉内填充高热导率泡沫铝提升了热沉整体的有效导热性能,热量可通过金属泡沫固体骨架迅速传递,同时多孔界面较强的传热能力能够保证热量及时被冷却流体散除.本文相关研究成果可为高热流密度电子器件散热装置的研发提供理论指导.

关键词：金属泡沫、数值模拟、强化传热、电子器件冷却

所属期刊栏目：41

分类号：TQ021.3(一般性问题)

资助基金：甘肃省自然科学基金;甘肃省自然科学基金;山东省自然科学基金;青岛西海岸新区科技计划

在线出版日期：2022-05-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2268-2276