文 献 综 述

一、 研究背景

随着科技进步和市场需求的发展，换热器已不再仅仅满足于常规型，正朝着细微型演化。由于特征尺寸在毫米以下，微管道换热器相比于常规换热器的优势为体积小、换热效率高、质量轻和便于运输^[1]，广泛应用于微化工和微电子领域^[2]。在微化工领域，微管道换热器的特点集中在：更快的传质传热、更好的时空收率、更安全环保、更经济节能。在微电子领域，微管道换热器的特点在于可集成度高、传热路径短、换热效率高。从不同领域对微管道换热器这一种新兴的强化换热装置的期许来看，具有良好的传热性能使其在微型工业领域特别是电子器件冷却技术中崭露头角。

在1981年首次由Tuckerman和Pease将微管道热槽蚀刻在硅制VLSI芯片^[3]上构造了第一个微管道换热器以来，微管道在加速器靶场、高能电阻磁铁、核裂变反应堆芯和高密度多模块超级计算机中的运用，凭借着独特的冷却效果，在换热器中占住了重要的席位，并且随着现代微电子技术和MEMS技术的发展，应用范围也在往航天、生物工程等行业扩张。

20世纪80年代开始，微管道的传热特性开始成为国际微电子学界和传热学界的热点，IEEE和ASME也每年召开电子系统中的热现象相关会议。这些迹象表明微管道中的传热现象正发展成为国际传热学和MEMS学中的研究重点，微管道中微流体的传热特性规律和传热强化机理也让越来越多的学者迫切的要求搞清楚微小系统内的奥秘。

二、 发展趋势与研究

物理学家Richard Feynman 在20世纪50年代预言，未来科学技术的发展方向是微型化。这种预言是具有前瞻性的，为现在如何解决能源紧缺和对于微换热器的研究和发展指明了道路。

对于微管道换热器，比较通行、直观的定义是由Mehen-daless提出的按其水力当量直径尺寸划分的，也指水力当量直径小于1mm的换热器可以称为微管道换热器。

正如常规换热器，微管道换热器也根据几何划分成了不同的样式，目前研究的矩形阵列在研究史上也有满满地记载供现在的学者参考学习再创造。

Levy等^[4]人在20世纪50年代后期首次对水力直径4.88mm的矩形通道进行了水为工质的强制湍流流动和对流换热研究。