嵌入式微通道散热器实验与数值研究

针对高热流密度固体激光器的散热问题，借助微机电系统(MEMS)技术，利用微通道/热源协同设计方法，换热器采用连续S型微通道，并利用歧管形成分层分段流动，研制出了一套微型紧凑的嵌入式歧管S型微通道散热器，并开展了实验研究。使用HFE-7100作为冷却工质，在发热面局部最高温度小于100℃、平均温升小于45℃的情况下，两相时可带走625 W/cm²的热通量，相比传统的歧管矩形微通道散热器提高了12%，但流阻增大了约56%；利用数值模拟方法，通过改变S型的振幅和波长，根据发热面平均温度、换热面平均努塞尔数、压降和综合性能因子来评估S型微通道散热器的结构参数对其散热能力和流动阻力的影响，寻找S型微通道的最优结构设计参数组合。结果表明该散热器的综合性能因子在一个特定的S型形状下存在最佳值。