方柱微结构表面上FC-72的流动沸腾强化换热实验研究

为了提高电子器件的冷却效率,研究了不导电介质FC-72在表面加工有方柱微结构的模拟芯片上的流动沸腾强化换热性能.采用了两种方柱微结构,其边长均为30μm,但高度分别为60μm和120 μm.方柱微结构芯片与光滑芯片相比显示出较好的强化沸腾换热效果,且增加方柱高度可有效提高流动沸腾强化换热性能.方柱微结构芯片的临界热流密度随着流速和过冷度的增大而增大,且到达临界热流密度(CHF)时芯片的表面温度低于芯片回路正常工作的上限温度85℃.     

微结构表面上FC-72的强化沸腾换热研究

针对电子器件的高效冷却问题,对表面加工有微结构的硅片上FC-72的池沸腾换热性能进行了实验研究。测试了四种表面微结构,采用化学蒸汽沉积法在芯片表面生成-SiO2薄层所形成的亚微米粗糙面(Chip CVD),采用溅射方法在芯片表面生成-SiO2薄层,然后再对SiO2层进行湿式腐蚀技术处理形成的亚微米粗糙面(Chip E),采用一系列微电子加工技术生成的微米级双重入口洞穴(Chip CAVITY)以及采用干式腐蚀方法生成的方柱微结构(Chip PF)。实验所得的沸腾曲线表明,所有微结构表面与光滑面(Chip S)相比都显示出较大的强化沸腾换热效果,临界热流密度按芯片 S、E、CVD、CAVITY和PF的顺序增大。对于芯片PF来说,随着壁面过热度的增加,热流量呈剧烈的增加趋势且临界热流密度时芯片的表面温度低于芯片回路正常工作的临界上限温度85℃,最大临界热流密度可达80 W／cm2。     

亲疏水表面换热性能及其沸腾现象的微细化研究

本实验提出了复合方柱微结构的亲疏水强化换热表面,并对其在FC-72工质中的池沸腾换热进行研究。实验采用光滑芯片和方柱微结构高效换热PF30-60芯片作为对比组,通过使用装有显微镜头的高速摄像机对微细化沸腾现象进行捕捉。实验及分析结果表明:亲疏水表面芯片可有效提高沸腾的临界热流密度,降低沸腾起始点对应的壁面过热度,同时在相同热流密度下其壁面温度较PF30-60降低6～9 K;由于微结构区域提供数目可观的汽化核心,不断生长滑移的汽泡被困在光滑亲水通道,在亲水面及两侧微结构作用下加速汽泡的生长合并与脱离,因此沸腾换热效果得到显著提高。     

交错排列柱状微结构射流冲击强化换热实验研究

对电子芯片在FC-72工质中浸没喷射沸腾换热进行了实验研究。通过干腐蚀技术在硅片表面加工出交错排列的柱状微结构(30μm×60νm,50μm×60μm,50μm×120μm,30νm×120μ1,宽×高),硅片尺寸为10 mm×10mm×0.5 mm,过冷度为35 K,喷射速度V分别为0.5,1,1.5 m/s。喷嘴数目分别为1,4和9,直径分别为3,1.5和1mm。喷嘴出口到芯片表面的距离分别为3,6和9 mm。实验表明,交错排列柱状微结构的换热效果要好于光滑芯片,临界热流密度随着喷射速度的增加而增加。在雷诺数及其他工况相同的情况下,不同喷嘴数目对换热的影响不同,当n=4时,所有芯片的壁面温度最低,临界热流密度最高,其次是n=9,换热效果最差的是n=1。在雷诺数及其他工况相同的情况下,所有芯片的换热性能在喷射距离s=3 mm时最好,其壁温最低,临界热流密度最高,随着喷射距离的增加,其壁面温度逐渐升高,临界热流密度逐渐减小。     

柱–孔复合微结构沸腾换热性能及强化机理的研究

本实验研究了9种不同的柱–孔复合微结构表面在HFE-7100中的池沸腾性能。实验结果表明,柱–孔复合微结构表面核态沸腾起始点的壁面过热度均降至0 K左右,显著低于光滑表面(SS)与普通微柱表面(PF-30-60),其核态沸腾换热系数(HTC)相比于PF-30-60和SS显著增加,且HTC的增幅随着微孔数量的增加而增大。柱–孔复合微结构表面的汽泡主要产生于微柱顶部的微孔,因此在高热流密度下,微通道中的汽泡堵塞得以缓解,使其临界热流密度(CHF)高于PF-30-60和SS。表面的HTC随着微柱高度(H)的增大而提高,但CHF却随着H的提高出现先提高后保持不变的趋势,这说明对于这种表面而言,柱高的提高不一定可以有效提升CHF。     

柱状微结构浸没喷射沸腾强化换热实验研究

对电子芯片在FC-72工质中浸没喷射沸腾换热进行了实验研究。通过干腐蚀技术在硅片表面加工出50μm×60μm,50μm×120μm(宽×高)的柱状微结构,硅片尺寸为10 mm×10 mm×0.5 mm,过冷度分别为25、35 K,喷射速度V_j分别为0.5、1.0、1.5 m/s。实验表明,临界热流密度随着喷射速度和过冷度的增加而增加,增加过冷度和喷射速度可减小气泡脱离时的尺寸,增加气泡脱离频率,因此提高了临界热流密度并且降低了壁面温度。此外,在单相对流换热区对流换热占据主导地位,热流密度随着壁面过热度线性增加;在核态沸腾换热区,对流换热与核态沸腾换热同时影响着换热过程。当喷射速度较小时,核态沸腾区曲线的斜率比单相对流区曲线的斜率大得多,显示出浸没喷射沸腾的优良换热性能。     

柱状微结构射流强化换热性能研究

对电子芯片射流冲击强化沸腾换热进行了实验研究。通过干腐蚀技术在硅片表面加工出交错排列30μm×60μm,50μm×60μm,50μm×120μm,30μm×120μm(宽×高)的柱状微结构,硅片尺寸为10 mm×10 mm×0.5mm。实验工质为FC-72,喷射速度V_j分别为0.5,1和1.5 m·s~(-1),喷嘴数目分别为1,4和9,对应的喷嘴直径分别为3,1.5和1 mm,喷嘴出口到芯片表面的距离分别为3,6和9 mm。实验表明,交错排列柱状微结构的换热效果要好于光滑芯片,临界热流密度(CHF)随着喷射速度的增加而增加。在核态沸腾区的整个喷射速度区间内,S-PF30-120的传热系数和CHF都是最高的。同时,对不同的换热方式进行了比较,包括池沸腾,流动沸腾,射流冲击和流动-喷射复合式沸腾换热。     

非均匀电场强化水的池沸腾传热特性实验研究与分析

本研究在工质水中布置针状电极,研究非均匀电场对其池沸腾换热过程中传热系数以及临界热流密度的影响,同时测量了不同电压下沸腾表面接触角的变化,以及可视化的观察到了气泡的产生以及脱离相对于无电场情况下的变化.结果表明,在低热流密度区电场强化传热,且强化效果随热流密度的增加而减弱.在中热流密度区电场恶化传热,恶化效果随着热流密...     

临界热流密度物理机理的实验研究

本文通过实验研究了池沸腾和液膜沸腾条件下的临界热流密度。实验结果表明,初始液膜厚度对于临界热流密度没有影响,并且液膜沸腾的临界热流密度值和相同条件下的池沸腾的临界热流密度值相当。这一实验结果验证了‘尺度分离'假设。通过高速摄像机对液膜沸腾进行直接观测,发现在高热流密度时,绝大多数的气泡底下有微液膜存在,只有少量气泡底下出现干斑,但是由于高频的气泡生长过程,干斑很快被润湿而消失。接近临界热流密度时,干斑的面积占据整个加热表面的比例不超过10%。当热流密度达到临界值时,干斑由于不能被润湿而渐渐扩大,最后导致加热壁面烧毁。     

多孔表面的液氮池沸腾实验研究

文中对颗粒烧结多孔表面和泡沫金属多孔表面上的液氮池沸腾换热特性进行了实验研究,并与光滑铜表面的试验结果进行了比较。结果表明,多孔表面成核条件更好,使得沸腾起始点相对于光滑表面提早;随着热流密度逐渐增大,气泡增多,且在多孔层内部连成一片,加热表面气泡离开受到多孔层的限制,热阻增加,换热系数大幅降低,整个沸腾进入表面沸腾阶段;多孔结构所产生的毛细抽力不断补充冷却流体,使表面沸腾能够持续较长时间,实验中未观测到临界热流密度现象。在实验基础上,文中描述了多孔表面不同池沸腾换热阶段的主要换热机理,并分析了流体工质、多孔层厚度、渗透系数、孔隙率等参数对多孔表面池沸腾换热的影响。     

Subdiffusion-limited A+A reactions

We consider the coagulation dynamics A+A-->A and A+A <==> A and the annihilation dynamics A+A-->0 for particles moving subdiffusively in one dimension. This scenario combines the "anomalous kinetics" and "anomalous diffusion" problems, each of which leads to interesting dynamics separately and to even more interesting dynamics in combination. Our analysis is based on the fractional diffusion equation.     

色度学实验研究

本文通过实验验证了颜色相加、相减的规律及任意复色光与汞灯的色坐标、色调、色饱和度的测量及三原色滤色片的透过滤测定等各项实验内容。并对复色光的研究分别用精确算法与粗略算法进行了分析研究。     

矩形波导与圆柱波导或圆柱谐振腔间的小孔耦合

本文讨论了三种不同系统的小孔耦合的近似解法:矩形波导与圆柱波导的同轴耦合,矩形波导中的TE₁₀型波与圆柱谐振腔中的TM₁₂₀型波间的耦合和矩形波导中的TE₁₀型波与圆柱波导中的TM_mn型波间的耦合。通过这几个问题的解法,我们希望读者可以看到处理复杂微波元件问题时所需的从物理概念出发的灵活应用已有方法的必要性。这里提供的几个公式有着广泛的应用范围而是在现有文献中探讨得不够的。这里介绍的方法可以应用到其他新的微波网络问题中去。     

煤粒均相着火规律的研究

煤粒均相着火规律的研究张军，傅维标（清华大学工程力学系北京１０００８４）关键词均相着火，简化模型，预报１前言煤粉颗粒既能发生均相着火，又能发生非均相着火山。对非均相着火，许多学者进行了研究，取得了很多有价值的成果。均相着火由于比较复杂，一直发展缓慢。...     

一个自由界面的磁面方程一维的模型解

近来文献[1]证明:对于准均匀的或趋肤的电流分布,自由界面的磁面方程,化为似线性椭圆型方程后,可以用一简单迭代法求出最大解,并且指出,这一方程或者只有平庸解,或者会有三个以上的解(包括平庸解)。但现有的计算方法,对寻找除最大解以外的其他解还不太有效。但是找出第三个解,并且研究这些解的性质,将是十分重要的。因为特别是对有快磁压缩的环形装置,如带状装置上,原则上不能排除等离子体会平衡在不同的位型上。这样就出现下面的问题:不同的平衡位型中,哪一个才是最稳定的?为此目的,在进行数值计算的同时,我们解析地研究了如下的一维模型。     

裂纹与夹杂物的互作用

本文求解了一个圆形夹杂物对裂纹尖端应力场的影响,计算了反平面切变问题经典的应力场和应力强度因数,进而求得了非局域应力场,得到非奇异的裂纹尖端应力的解析表达式,讨论了解的应用。 关键词：     

一个三体问题的解法

应用两次广义坐标变换，将彼此间由弹性力作用的三体问题的拉格朗日函数简化为两个独立的谐振子的拉格朗日函数之和，在理论上提供了解决此三体问题的方法。     

DYNAMIC RESPONSE OF A BEAM WITH A CRACK SUBJECT TO A MOVING MASS

An iterative modal analysis approach is developed to determine the effect of transverse cracks on the dynamic behavior of simply supported undamped Bernoulli-Euler beams subject to a moving mass. The presence of crack results in higher deflections and alters the beam response patterns. In particular, the largest deflection in the beam for a given speed takes longer to build up, and a discontinuity appears in the slope of the beam deflected shape at the crack location. Crack effects become more noticeable as crack depth increases. The effect of the inertia force due to the moving mass is, in general, qualitatively similar and additive to the effect of the crack. The exact effect of crack and mass depends on the speed, time, crack size, crack location, and the moving mass level. Other approximate methods, namely a stationary mass model and a single iteration technique, are also evaluated. The stationary mass approach is useful for light moving masses (<20% of beam mass) and cracks at mid-span. For other cases, the errors can be unacceptably large. The results of the single-iteration approximation are quite close to the iterative modal analysis approach, which indicates that this approximate solution is an excellent tool for the analysis of the moving mass problem.     

LowpT phenomena in A+A and p+A collisions at mid-rapidity

CERN experiment NA44 measures pion and kaon distributions atpT=0–320 MeV/c at midrapidity in p+A and A+A collisions at 450 and 200A GeV/c, respectively. Pion production from p+Pb and A+A is slightly enhanced at lowpT relative to p+Be, but less than observed at target rapidity. The lowpT behavior can be understood in the context of the RQMD model as arising from baryonic resonance decays.