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Heat Transfer and Thermal System Group

Institute of Engineering Thermo-physics

微纳尺度热传递与界面现象

研究背景: 

  • 利用微纳米表面强化喷雾冷却是应对高热流密度散热的最有效方式之一,目前已在电子器件、高能激光、功率逆变器、核反应堆、冶金与金属加工等领域的冷却展开了广泛的应用
  • 射流冲击冷却有着很高的对流换热系数,当射流冲击冷却流体处于超临界压力条件下时,流体不会发生相变,且超临界压力流体在准临界点附近的大比热特点会强化传热,对于地热开采(EGS)、核聚变能源利用和飞行器热防护有着重要的应用价值

研究成果:

1、微纳米及其复合结构表面喷雾

  • 设计构造用于强化喷雾冷却的纳米结构,显著增强表面喷雾冷却换热,揭示了纳米结构强化喷雾冷却换热机制

  • 通过微米纳米结构的复合,将两种不同的喷雾冷却强化机制结合,实现换热性能的复合,进一步增强了表面的喷雾冷却换热

2、闭式循环喷雾冷却

  • 基于制冷循环建立了以R134-a为工质的喷雾冷却系统,深入研究了系统特性,适用于电子器件冷却,可有效降低工质和换热表面的温度

  • 使用微纳米表面进一步增强冷却性能,揭示了微纳米表面在闭式系统中对换热的强化机理

3、超临界二氧化碳冲击射流换热

  • 通过MEMS加工技术实现了高压下小尺寸冷却表面的均匀热流密度加热和温度场测量

  • 揭示了超临界圧力流体射流冲击冷却的传热规律

研究总结:

  • 提高了喷雾冷却性能,阐释了微纳结构强化喷雾冷却机理,提供了强化传热领域微纳结构设计的新思路。
  • 建立了基于制冷循环的闭式喷雾冷却系统,揭示了系统特性,推进了喷雾冷却的应用。
  • 揭示了超临界压力CO2射流冲击冷却的局部与平局传热特性及准临界点附近剧烈变物性强化传热规律。
Created: Mar 08, 2018 | 15:43