來源：International Journal of Thermal Sciences

鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2025.110651

01 背景介紹

隨著電子設(shè)備（數(shù)據(jù)中心芯片、電動(dòng)汽車電池等）小型化與功率密度提升，50% 以上電子設(shè)備故障源于散熱不足，傳統(tǒng)空冷無法滿足高功率需求，液冷板因結(jié)構(gòu)成熟、安全性高成為主流冷卻方案。現(xiàn)有微通道液冷板存在 “傳熱增強(qiáng)與流阻升高” 的矛盾，需通過介質(zhì)優(yōu)化與結(jié)構(gòu)協(xié)同解決該平衡問題。

02 成果掠影

近日，南京工業(yè)大學(xué)王瑜團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出了將TiO?/H?O納米流體與交錯(cuò)逆流矩形微通道液冷板相結(jié)合，建立了一種協(xié)同冷卻機(jī)制，在提高換熱效率的同時(shí)最小化流動(dòng)阻力，并通過數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)地研究了納米顆粒種類、體積濃度等因素對(duì)冷卻效果的影響（1-5體積%）、入口流速（0.3-0.7 m/s）和初始溫度（31-39 ℃）對(duì)冷卻板的熱工水力性能的影響。結(jié)果表明，在所測(cè)試的納米流體中，TiO?實(shí)現(xiàn)了最顯著的傳熱增強(qiáng)，與5體積%的純水相比，其努塞爾數(shù)（Nu）增加了16.6%。盡管較高的納米顆粒濃度顯著增加了流動(dòng)阻力，提高入口速度可改善傳熱采用Box-Behnken響應(yīng)面法（RSM），優(yōu)化了反應(yīng)器的最佳操作條件（1體積%，0.511 m/s，34.6 ℃），在低流動(dòng)阻力約束下產(chǎn)生31.98%的Nu增加。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明，在0.6 m/s和1體積% TiO?/H?O納米流體下，與純水相比，接觸表面溫度降低了4.89%，最大Nu提高了32.86%。此外，提出了一種新的Nu關(guān)聯(lián)式，并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、模型預(yù)測(cè)和已發(fā)表文獻(xiàn)的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證。這些發(fā)現(xiàn)為具有嚴(yán)格熱管理要求的大功率電子器件提供了一種實(shí)用而有效的冷卻解決方案，為學(xué)術(shù)研究和工程應(yīng)用提供了有價(jià)值的見解。研究成果以“Staggered counterflow rectangular microchannel liquid-cooled plate based on nanofluids for enhanced heat transfer performance”為題發(fā)表在《International Journal of Thermal Sciences》期刊。

標(biāo)簽： 液冷、數(shù)據(jù)中心等 點(diǎn)擊： 評(píng)論: