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微通道中凹穴复合肋片流动和换热特性研究

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本文在微通道中4种常规肋片基础上,通过在肋片上复合凹穴结构,提出4种对应的凹穴复合肋片.通过数值模拟方法,研究了常规肋片和对应凹穴复合肋片对微通道流动和换热特性的影响,并分析了凹穴对流动和换热性能的影响机制,最后采用性能评价准则PEC对比其综合性能.结果表明:凹穴结构复合于肋片后,减小了肋片最大宽度,有利于减小肋片下游分离区,且凹穴处流体在主流带动下会形成回流区,进而减少了肋片与主流间的摩擦总阻力,相比于常规肋片可显著降低流动压降,其中Re=800时压降最大可减少52.03％.但凹穴结构也会降低肋片对主流的扰动作用,削弱了肋片附近流体和主流间对流和掺混,造成微通道强化换热效果恶化.凹穴结构对流动和换热特性的影响与肋片形状有关.以PEC为基准评价综合性能时,凹穴结构削弱换热的缺陷造成综合性能下降.
Investigation of Flow and Heat Transfer Characteristics for Fins Compound with Cavities in Microchannels

microchannel heat exchangerheat fluxsurface coefficient of heat transferfincavity

黄秉欢、米创、李逵、巩亮

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中国石油大学(华东)新能源学院 青岛 266580

西北工业大学计算机学院 西安 710072

西安微电子技术研究所 西安 710000

微通道换热器 热流密度 表面传热系数 肋片 凹穴

国家自然科学基金

52206127

2023

10.3969/j.issn.0253-4339.2023.04.044

制冷学报
中国制冷学会

制冷学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.672
ISSN：0253-4339
年,卷(期)：2023.44(4)
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