微通道內(nèi)氣泡擾流強化換熱研究

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1、AdvancesinEnergyandPowerEngineering電力與能源進展,2016,4(5),174-183PublishedOnlineOctober2016inHans.http://www.hanspub.org/journal/aepehttp://dx.doi.org/10.12677/aepe.2016.45023StudyonHeatTransferEnhancementofBubbleDisturbedFlowinMicrochannelTongpuYu,WenyuWu,Xiao

2、kangXiao,GuohuaLiuSchoolofEnergyandEnvironment,AnhuiUniversityofTechnology,Ma’anshanAnhuithstthReceived:Sep.30,2016;accepted:Oct.21,2016;published:Oct.24,2016Copyright?2016byauthorsandHansPublishersInc.ThisworkislicensedundertheCreativeCommonsAttributionIn

3、ternationalLicense(CCBY).http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/OpenAccessAbstractInordertoeffectivelysolvetheproblemofhigh-heat-fluxheattransfercausedbythemicroin-tegrationofelectronicdevices,inthispaper,weproposetostrengthentheheattransferbyus-ingthe

4、ideaofbubbleflow.Specificapproachistousewaterandairbubbleasfluidmediuminthemicrochannelwithperiodicsawtoothstructure,inertialconfinedflowoverthezigzagmicrostructuresurface,resultinginperiodicbubblebouncingmotiondisturbancenearthewallthermalboundarylayer,so

5、astoachievethepurposeofstrengtheningheattransfer.Inthispa-per,wewillsystematicstudythedipangleofthezigzagstructure,effectsoffoamingfrequencyandmainflowvelocityonthemovementandheattransferofairbubbles,andrevealthecha-racteristicsofcoupledflowandheattransfer

6、betweenzigzagmicrostructureandairbubble,providinganewperspectivetostudythemultiphasefluid-solidcouplingefficientheattransfer.KeywordsMicrochannel,ThermalBoundaryLayer,BubbleBouncingMotion,Fluid-SolidCoupling微通道內(nèi)氣泡擾流強化換熱研究余同譜，吳文煜，肖小康，劉國華安徽工業(yè)大學能源與環(huán)境學院，安徽馬鞍山收

7、稿日期：2016年9月30日；錄用日期：2016年10月21日；發(fā)布日期：2016年10月24日文章引用:余同譜,吳文煜,肖小康,劉國華.微通道內(nèi)氣泡擾流強化換熱研究[J].電力與能源進展,2016,4(5):174-183.http://dx.doi.org/10.12677/aepe.2016.45023余同譜等摘要為有效解決電子器件微集成化帶來的高熱流散熱問題，本文提出用氣泡擾動流思想來強化換熱。具體做法是在帶周期性鋸齒結(jié)構(gòu)的微通道內(nèi)，以水與空氣泡兩相流為流體介質(zhì)，慣性受限流動過鋸齒微結(jié)構(gòu)表面，產(chǎn)生周

8、期性氣泡彈跳運動擾動近壁區(qū)熱邊界層，從而實現(xiàn)強化換熱的目的。本文將系統(tǒng)研究鋸齒結(jié)構(gòu)傾角、發(fā)泡頻率以及主流流速對氣泡彈跳運動與換熱的影響，以揭示鋸齒微結(jié)構(gòu)與氣泡彈跳運動的耦合流動換熱特性，為多相流流固耦合高效換熱研究提供新視角。關(guān)鍵詞微通道，熱邊界層，氣泡彈跳運動，流固耦合1.引言近年來，能源危機和環(huán)境污染問題日益突出，使得清潔能源的使用及提高能源使用效率得到空前關(guān)注。如熱光伏電池、電動車和LED燈等的推廣和使用。