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多点源非均匀热流下串联微通道流动沸腾换热性能研究

多热源，微通道，流动沸腾，串联热沉

针对多点热源散热问题，本文以氨为工质，串联连接了两个金刚石微通道热沉，冷却16个典型芯片尺寸的模拟热源，热沉由31条三角形微通道组成，各微通道水力直径237μm，流道长度40mm。经实验验证，金刚石微通道热沉的多点热源散热能力优异，在372.8W/cm²的热源热流密度下，可将热源表面温度控制在62℃，且多点热源间最大温差仅1.4℃。在热源热流密度93.2-372.8W/cm²，质量流量108-611kg/m²s，饱和温度15-23℃，入口温度15-21℃的工况范围内，本文研究了热流密度、质量流量和入口状态对串联热沉内流动沸腾换热能力的影响。结果表明，在实验工况范围内，串联热沉的流动沸腾换热能力随热流密度的增大而提升，受质量流量的影响较小，呈现了典型的核态沸腾机理主导下的两相换热特性。上下游热沉之间，由于入口状态的差异，上游热沉热阻较大，下游热沉温度均匀性较差。