微通道内流体流动换热的数值分析文献综述
2020-06-14 16:30:22
文献综述 一.研究的意义 近年来,随着电子设备组装密度越来越高,散热问题越来越突出,微管道换热器以其换热性能卓越、结构紧凑等优点成为小体积高功率电子器件首选的新型散热方式。
微管道换热作为一门新兴的热控制技术在诸多领域开始应用,这使得微管道内流动与传热过程的研究成为当前的传热学热点[19]。
二.课题国内外现状 有关微通道流动和换热特性的研究始于上个世纪八十年代。
与认识宏观尺度下流体的流动和换热规律一样,微尺度流动和换热规律的研究方法也分为理论分析、实验研究和数值模拟三种方法。
理论分析作为最基本的分析方法,是实验研究的和数值模拟的基础;实验研究是微尺度研究中的重要方法,是提供理论分析依据和发展相应数值方法的主要途径;数值模拟是近几年随着计算机技术的迅猛发展而发展起来的新兴研究方法,其研究成本较低、周期短、信息量大,可以避开一些实验研究中的困难,为微尺度器件的优化设计和开发提供依据。
理论分析、实验研究和数值模拟作为微尺度流动和换热研究的三种手段,各有其优点和缺点,是相辅相承的,在整个微尺度研究中是不可偏废的。
目前,国内外有关微尺度流动和换热的研究,既有实验方面,也有理论分析和数值模拟方面的,研究范围极广泛。
为了叙述方便起见,根据研究者研究目的和侧重点的不同,本节分别从微通道内流体单相流动特征和微通道内流体对流换热特性两方面对前人所做的工作进行综述[2]。
1.微通道内流体流动特性的研究 Herwig和Hausner[6] (2003)认为与宏观系统相比,微小空间内部有一些重要的微尺度效应,但对于层流流动来说,宏观与微观存在共同的理论基础。
Li[7]等(2003)采用去离子水为工质,实验研究了内径分别为128.8μm, 136.5μm 和179.8μm、表面粗糙度在0.03和0.043之间的不锈钢管内的阻力和流动特性。