声学驱动的纳米流体用于电子设备的相变热管理
Junsheng Hou1, Lei Huang1, Dongyu Li1
1School of Chemical Engineering and Technology, Xi'an JiaoTong University, 28 Xianning West Road, Xi'an, Shaanxi 710049, PR China.
Journal of colloid and interface science
|July 13, 2025
概括
这项研究引入了使用纳米流体的声学启用微通道冷却系统,以增强热管理. 这种综合方法显著改善了临界热量流和传热系数,同时降低了封闭电子空间的表面温度.
科学领域:
- 热管理 热管理
- 微流体学 微流体学
- 热传递是一种热传递.
背景情况:
- 狭窄的空间对电子产品构成热挑战.
- 双相冷却提供了高热传输,但由于泡积累而遭受过早的蒸汽薄膜形成.
- 有效的热管理对于电子设备的性能和可靠性至关重要.
研究的目的:
- 开发一个低功耗的声学启用微通道冷却系统,集成纳米流体.
- 调查用于增强热性能的组合主动-被动策略.
- 阐明泡动力学和核化特征的基本机制.
主要方法:
- 使用高通量微反应器快速合成纳米流体.
- 声学刺激的应用,以促进气泡脱离和迁移.
- 整合泡跟踪和聚类算法,用于对泡动态进行定量分析.
- 组合声学和纳米流体冷却系统的实验调查.
主要成果:
- 声学刺激通过促进泡脱落,有效地延迟了蒸汽膜的形成.
- 纳米流体增加核化位点密度,并增强干燥点收缩.
- 结合声学和纳米流体系统实现了52%的临界热流 (CHF) 和74%的热传递系数 (HTC) 在0.1m·s-1的改善.
- 表面温度降低了13.2K.
结论:
- 声刺激和纳米流体的协同效应显著提高了微通道冷却中的热性能.
- 开发的系统为封闭式电子设备的有效热管理提供了一个有前途的解决方案.
- 对泡动态的定量分析为改进的传热机制提供了基本的见解.
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