西电出版社

微尺度换热与分析收藏

作者：刘焕玲沈汉谢公南

策划编辑：杨婷

书代号：741200

I S B N：978-7-5606-7110-9

出版日期：2025-04印刷日期：2025-04

业务分类：研究生;

纸书价格：￥24.65元原价：￥29元

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内容简介

本书总结了作者近些年在微尺度换热方面的研究成果，主要内容包括绪论、等截面直微通道对流换热理论基础及分析、圆形微通道对流换热分析、缝隙微通道对流换热分析、纵向涡发生器的设计与分析、单层微通道内分叉片扰流...

前言

随着科学技术的发展和现代工业的进步，电子芯片逐渐向高度集成化、微型化的方向发展。然而，高度集成化和微型化带来的高热流密度使得器件内部温度过高，会造成电子器件性能受损，从而使电子芯片寿命缩短。因此，对电...

目录

第1章绪论 1

1.1 电子产品的散热问题及其现状 1

1.2 微通道换热研究现状 5

1.2.1 微通道换热基本原理 5

1.2.2 微通道对流换热的研究方法 7

1.2.3 微通道对流换热连续介质模型的研究工作 9

1.2.4 微通道换热效果 15

第2章等截面直微通道对流换热理论基础及分析 17

2.1 控制方程 17

2.2 微通道速度场和压强分布分析 22

2.2.1 缝隙微通道流动 22

2.2.2 圆形微通道流动 23

2.2.3 矩形微通道流动 25

2.3 微通道能量方程分析 26

第3章圆形微通道对流换热分析 28

3.1 考虑尺寸效应的圆形微通道能量方程 28

3.2 考虑尺寸效应的圆形微通道能量方程的解 29

3.2.1 特征方程 33

3.2.2 温度跳跃系数 34

3.2.3 本征函数的求解 36

3.3 相关参数的求解 38

3.3.1 平均温度 38

3.3.2 换热能力 39

3.3.3 工程换热能力 40

3.4 结果分析讨论 43

3.4.1 努塞尔数 43

3.4.2 平均努塞尔数 46

3.5 圆形微通道与宏观管道换热能力比较 48

3.5.1 热量计算 48

3.5.2 相同流量情况下的换热能力比较 49

3.5.3 相同压差情况下的换热能力比较 50

3.5.4 相同功率情况下的换热能力比较 52

第4章缝隙微通道对流换热分析 54

4.1 问题描述 54

4.2 对称热边界条件下缝隙微通道能量方程的完备解 55

4.2.1 能量方程的特解 55

4.2.2 能量方程的齐次解 56

4.2.3 平均温度 60

4.2.4 本征值的求解 61

4.2.5 对温度跳跃系数的探讨 62

4.2.6 待定系数Cj的求解 64

4.2.7 换热特性的评价 66

4.3 缝隙微通道非对称热边界条件 67

4.4 仿真结果分析 73

4.4.1 对称热边界条件下的换热特性 73

4.4.2 非对称壁面温度的换热特性 76

4.4.3 对称热边界条件下的温度场 77

4.4.4 非对称壁面温度场 78

第5章纵向涡发生器的设计与分析 81

5.1 强化换热模型及边界条件 81

5.2 仿真结果分析 84

5.2.1 矩形小翼的倾角对管内流体流动及换热的影响 85

5.2.2 矩形小翼的翼高对管内流体流动及换热的影响 89

5.2.3 基于仿真数据的关联式 94

5.2.4 管内矩形小翼对流换热实验 96

5.2.5 实验不确定性分析 103

第6章单层微通道内分叉片扰流与对流换热分析 105

6.1 问题描述 105

6.1.1 微通道模型 105

6.1.2 数学模型 107

6.1.3 求解方法 108

6.2 分叉片扰流结果分析 110

6.2.1 微通道内压降分析 110

6.2.2 冷却工质流动特性 111

6.3 分叉片具体位距研究结果分析 114

6.3.1 微通道内压降特性 115

6.3.2 基底温度分布特性 115

6.3.3 流动换热综合特性 117

6.4 实验验证 117

第7章双层微通道制备及对流换热分析 120

7.1 问题描述 120

7.2 微通道试件制备 120

7.2.1 3D打印成形工艺 120

7.2.2 微通道试件构形 121

7.3 实验流程与数据处理 122

7.3.1 实验设备 122

7.3.2 测试方法 123

7.3.3 实验数据处理 124

7.3.4 实验结果的不确定度 125

7.4 数值计算边界条件设定 126

7.5 结果分析与对比 127

7.5.1 双层微通道构形对压降特性的影响 127

7.5.2 双层微通道构形对温度分布特性的影响 128

7.5.3 双层微通道构形对全局散热特性的影响 129

7.5.4 双层微通道流动特性对比 131

第8章微通道内复杂交错结构对流换热分析 133

8.1 问题描述 133

8.2 数值模拟 133

8.2.1 物理模型描述 133

8.2.2 基于双层交错构形的熵产模型描述 135

8.3 通道交错结构位距对换热特性的影响 138

8.3.1 通道压降演变规律 138

8.3.2 基底温度场变化特性 140

8.3.3 综合换热特性 141

8.4 空间交错结构数量对换热特性的影响 143

8.4.1 系统稳定性分析 143

8.4.2 基底温度梯度调控 144

8.4.3 热沉综合强化换热 146

8.4.4 熵产最小化分析 148

第9章 X形双层交叉构形微通道强化换热分析 150

9.1 问题描述 150

9.2 X形双层交叉构形的物理模型描述 150

9.3 X形双层交叉构形的基底散热特性 152

9.3.1 X形双层交叉构形对热沉基底温度的调控 152

9.3.2 平均努塞尔数的特性分析 154

9.3.3 X形双层交叉构形的总体散热性能评估 155

9.4 X形交叉结构强化换热机理 156

9.4.1 X形交叉结构内流动边界层分布规律 156

9.4.2 X形交叉结构内流速分布特性 157

9.4.3 强化换热与泵功稳定性需求关系 158

参考文献 161

序

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本书可作为普通高等院校机械电子工程，机械工程等专业研究生的教学用书，也可作为相关工程技术人员参考书。