微通道换热器.ppt

1、1，微通道热交换器，2，微通道热交换器，1。微通道的发展历史，2。微通道的结构特征和优化加工。国内外微结构换热器的研究现状。微通道换热器的应用实例，A，3。微通道的发展历史，所谓的微通道换热器是一种借助特殊的微加工技术进行传热的三维结构单元。通常，水力当量直径小于1毫米的换热器称为微通道换热器。微通道的发展历史，工程背景：高密度电子器件的冷却和微机电系统的热传递。A、5、微通道的发展历史，该结构由高导热材料制成，传热过程是在底面上增加的热量通过通道壁传递到通道内。A，6，微通道的结构特征，1。微通道的流动特性由于微通道换热器的特性尺度在微米到亚微米范围内，它不仅涉及到空间尺度的小型化，还涉及到

2、更复杂的尺度效应。1.微观尺度效应2。入口截面效应，A，7。微通道的流动特性1.气体单相流动的微观尺度效应，当通道直径当量小于200m时，流动和传热将受到气体稀薄效应的影响。对于单相液体流动，当微通道直径为381m时，宏观理论公式不再适用于微通道摩擦，努塞尔数不能按传统的宏观理论公式计算。对于两相流，微尺度通道中界面张力的影响很大，导致流型分布和转换准则的改变。由于表面张力的影响，流动中没有非球形泡沫。表面张力对微流的影响一般表现在两相微流的初始阶段。随着混合度和与壁面接触角的增加，影响程度逐渐减小。8、微通道的流动特性；2、入口段效应。微电子器件的尺寸通常非常小，集成在这些器件上的微通道的长

3、度也非常小。这样，当等效直径不太大时，流动趋于充分发展，并且入口部分对工作流体流动的影响非常显著。第二，微通道中流体的传热特性。受多种因素影响，如通道形状、壁面粗糙度、流体质量、表面过热、分子平均自由程与通道尺寸之比等。微通道传热呈现出一些特殊的特性。1.导热系数与传热效率的变化趋势。流速对传热效率的影响。微通道处理材料的选择4。临界热流5。入口段的影响，A，10。微通道结构已经从二维发展到三维。传统的微通道，包括圆形、矩形、V形、梯形、双梯形等截面形状，以及基于热边界层中断技术的交错结构，目前微通道内的流动分布不均匀、分布均匀性差和局部散热差已成为二维微通道面临的难题。三维结构通常包括树状分

4、形结构、双层树状网络、T形树状分形流体网络、模拟哺乳动物呼吸系统的树状分形微管结构和模拟蜂窝结构的分形网络。A，11，微通道优化加工，三维通道加工制造技术：LIGA技术准分子激光微加工技术双光子聚合(TPP)加工技术随着加工制造技术的发展，目前已经实现了一些复杂的机械表面。然而，从目前微机械产品的国际生产来看，三维复杂微成形技术尚未得到解决，新的更有效的微加工和微成形技术正在积极开发。罗伯特J基等人研究了一种由陶瓷制成的逆流微通道热交换器，它由四层微通道组成，总尺寸与手掌大小相似。包括两层，A，13，国外研究现状，J . JBrandner等人提到的微结构换热器是指具有微通道的换热器(逆流和错

5、流等)。)，微柱(包括对称和不对称)等微结构，并对不同的微结构进行了对比研究。结果表明，影响微观结构的关键因素包括特征尺寸、几何形状、排列方式、流体状态(层流或湍流)和流速。罗伯特纳克(Robert Nacke)提到了一种具有狭缝或平行不连续翅片微结构阵列的错流换热器，其通过冷却水与热空气进行冷却和热交换。发现蛇形通道换热器的换热效率比相同长度的普通直通道换热器高20%左右。Thomas Fend提到了一种圆柱形微热交换器，在圆柱形微热交换器中开有多层微尺度的热流道和冷流道，通过分层和间隔充分实现热交换，热流道和冷流道相互垂直形成横流。该微型换热器的比表面积为995m2/m3，工作温度至少可达

6、950。A，A，15，国内研究现状，北京化工大学提出了一种以金属基板为导热单元，以微结构聚合物材料为散热单元的新型复合微结构换热器。微通道换热器的应用和微通道在汽车空调中的应用主要集中在汽车空调制冷系统中。主要原因是CO2蒸汽密度高、比热容和制冷量大、充注量小、操作压力高，适合开发小直径换热器。A、17、微通道换热器的应用，微通道在热泵空调中的应用，目前微通道换热器仅用作单冷空调的冷凝器。微通道换热器作为热泵蒸发器，主要是解决翅片表面冷凝水的去除问题。A、18、微通道换热器和微通道在压缩机中的应用，在工业制冷领域，压缩冷凝机组的换热器仍然是翅片管换热器，系统的能效比不高，整个行业的能源浪费严重。将微通道换热器应用于压缩冷凝机组，不仅可以提高机组的能效比，增强产品竞争力，还可以节约工业制冷的能耗，促进制冷空调行业的节能。该微通道换热器具有结构紧凑、换热效率高、重量轻、运行安全可靠的特点。它广泛应用于微电子、航空航天、医疗、化学生物工程、材料科学、高温超导体的冷却、薄膜沉积中的热控制、大功率激光反射