题目：微通道和潜热型功能流体在电子设备热控中的应用研究

随着航空航天及民用电子设备功率的增大，急需一种高效换热装置对其进行散热冷却。虽然潜热型功能流体作为更有效的传热工质已被应用在储热、传热、散热的领域中，但是其并未用在微通道换热器中。因此，将潜热型功能流体与微通道相结合并应用在电子设备的冷却中将会是一种更加有效的散热方法。本课题即是对微通道与潜热型功能流体相结合、并将其应用在大功率电子设备冷却系统的应用基础研究。本课题主要包括三部分的研究：(1) 潜热型功能流体的制备及比热的实验测定、(2)微通道换热器结构尺寸的研究和确定、(3) 潜热型功能流体应用在微通道换热器中传热性能的计算。本课题确定了相变微胶囊内的相变介质为十八（烷）酸，并与外单位合作，制备了相变微胶囊；然后选定了防冻液和水作为潜热型功能流体的载流体，并实验测定了这两种潜热型功能流体的比热。本课题还通过用CFX软件，进行了潜热型功能流体作为工质应用在微通道换热器中的模拟计算，确定了的微通道的尺寸，并将微通道换热器设计为上下两半部分，解决了其实际加工时尺寸限制的问题。本课题计算了两种潜热型功能流体作为工质流过单个微通道时的换热性能和流动阻力。本课题采用防冻液作为功能流体的载流体，使功能流体的储热能力得到增强，并可使其工作在零度以下的环境，很好的满足了航空航天电子设备的工作需求。本课题设计的微通道换热器结构尺寸小，在电子设备中的安装节省空间，并可将微通道直接加工在热源芯片的背面，换热效果更加明显。保守的计算出两种潜热型功能流体和微通道换热器应用在100～300W的大功率电子设备中的散热率分别为37.8W/cm2和51.2W/cm2。