改進表面噴擊冷卻與嵌入和復(fù)合延伸表面結(jié)構(gòu)

1、改進表面噴擊冷卻與嵌入和複合延伸表面結(jié)構(gòu)ENHANCED SURFACE SPRAY COOLING WITH EMBEDDED AND COMPOUND EXTENDED SURFACE STRUCTURESPaper review前言 實驗使用噴擊冷卻，研究改進表面結(jié)構(gòu)對熱通量的影響。表面改進包括了嵌入結(jié)構(gòu)(渦漩、多孔和渠道)，並且混合延伸表面改進(平直的鰭片、立方體針鰭和渦漩)機構(gòu)嵌入在銅加熱塊的頂面。每個銅塊有一個2.0cm2的斷面。2x2噴管列陣使用了與PF-5060作為工作流體。熱性能數(shù)據(jù)在額定除氣(41.4 kPa的壓力)和氣體狀況下(室內(nèi)N2氣體在101 kPa)與一個大小20

2、.5C的液體溫度獲得。 結(jié)果表示兩個除氣和氣體情況顯示在使用平直的鰭片和多孔渠道獲得高臨界熱通量。對於除氣情況，兩者都有142 W/cm2的CHF當(dāng)在氣體情況的時候它的CHF值增加到175 W/cm2。這給了一相對各自77%和62%的平面除氣或氣體的增強。文獻回顧 文獻的回顧表示，早期研究參數(shù)測試次要氣體霧化器與壓力霧化器比較的影響，噴射流體的質(zhì)量流率，噴擊速度、表面衝擊速度、表面粗糙度、噴射液體溫度、室內(nèi)環(huán)境狀。目前工作的宗旨將測試當(dāng)使用噴擊冷卻時這些幾何和排列對熱流的影響。 大部分早期研究測試改進表面都已完成，因此主要研究由表面粗糙度的洞察。Sehmbey提供噴擊冷卻的觀點和提供當(dāng)使用液體

3、和次要氣體霧化器時(空氣作為次要氣體使用) 有效的比較。 熱通量由目前這兩種技術(shù)來量測。 兩種霧化器型式的熱通量和對流係數(shù)有比較的價值。 作者認(rèn)為，影響熱傳遞最重要的參數(shù)是流體性質(zhì)、噴擊速度和表面條件。他也發(fā)現(xiàn)氣體霧化器噴擊平滑表面(Ra 0.1 m)的使用使熱傳遞系數(shù)增加，而液體霧化器噴擊的相反趨勢被觀察。Pais 10等也研究當(dāng)使用噴液冷卻時表面粗糙度對熱傳遞的影響。表面粗糙度研究的尺度是22、14和0.3 m。 噴擊在銅表面上的噴擊面積為1 cm2。 實驗設(shè)備實驗原理與方法氣體和除氣條件噴擊一致的圖解特徵幾何尺寸總結(jié)圖表和增強表面的照片圖表和增強表面的照片量測誤差熱流量計算有三個主要貢獻

4、的不確定性: 熱傳導(dǎo)性、熱電偶位置、和溫度量測的錯誤。熱傳導(dǎo)值使用389 W/m-K與估計1%的錯誤。熱電偶溫度測量的誤差估計為0.5C。熱電偶位置的誤差定為“0.56mm。使用誤差計算作為熱通量的報告。 在熱通量的不確定性定在80w/cm2為5.6%。計算結(jié)果表示,在銅塊的上頸內(nèi)部的熱損失小於在平面狀況的CHF之總熱輸入的1%。嵌入結(jié)構(gòu)(渦漩和多孔結(jié)構(gòu))Embedded Structures (Dimpled and Porous Structures)Embedded Structures (Dimpled and Porous Structures)額定除氣情況下熱通量作為表面溫度和嵌入

5、結(jié)構(gòu)幾何的功能 平直鰭片VS.立方體針狀鰭片(Straight Fins vs. Cubic Pin Fins)延長表面鰭片幾何放射狀VS.平直鰭片( Radial vs. Straight Fins)平面加熱器表面液體流動的觀察除氣狀況氣體狀況 除氣、氣體數(shù)據(jù)的全面總結(jié)液化氣體研究(Dissolved Gas Study)結(jié)論結(jié)論在額定除氣(140 W/cm2)和氣體(175 W/cm2)狀況下嵌入結(jié)構(gòu)測試的多孔渠道穫得了最高的chf平直鰭片與立方體表面(1sc)與立方體鰭片表面(1c)有幾乎相同的熱通量性能。結(jié)論是表面1s 獲得的最高熱通量與1C比較是由於增加上部璧側(cè)面積和鰭片頂面面積可利用的熱交換。平直對放射狀鰭片： 除氣情況下：薄的平直鰭片表面(1s_t)有最高的CHF (144 W/cm2)。 氣體情況下：Chf值增加至1