摘要：纳米流体作为一种新型高效的换热介质，其在电子芯片微通道中的应用被广泛研究。本文将高效的Wavy通道冷板结构和新型高效纳米流体工质Al2O3相结合，以充分发挥液冷冷板的散热潜能。通过Fluent建立了Wavy冷板通道三维物理模型，介绍了研究纳米流体常用的多相流模型与导热系数的计算关联公式，结果表明：对流换热系数随着流体体积流量的而增大；在相同的体积流量条件下，随着纳米颗粒体积分数的提高，换热系数也有显著的提高，同时阻力和压降也会增加。综合Wavy通道结构和纳米流体工质显著地强化对流换热，从而为解决高热流电子设备的散热问题提供有效的途径。
关键词：纳米流体；Wavy通道；换热特性；流动阻力
微电子工业的快速发展，电子芯片的高集成度所带来的高热流密度使得性能的进一步提升受到了限制，如何实现电子芯片的高效快速散热已经成为研究的热点，而提高热导率成为研究新一代高冷却技术的关键。纳米流体作为一种新型高效的换热介质，它所拥有很高的导热系数及纳米颗粒的布朗运动等优点被广泛应用于换热散热领域。
1多相流模型
在Fluent中对于多相流动问题有多种不同的建模方法，对于低浓度的纳米流体，宜采用Eulerian-Lagrangian方法，对于高浓度的纳米流体则适合选用Eulerian-Eulerian方法来进行模拟。Mixture模型是一个简化对的多相模型，它采用单相流动的方法，但允许添加不同相之间的相互作用关系。在这个模型中，不同相可有不同的速度和温度。
图1 模型仿真图
如图1，对流换热系数随着流体体积流量的而增大；在相同的体积流量条件下，随着纳米颗粒体积分数的提高，换热系数也有显著的提高。这是由于A2O3纳米颗粒加入纯水中，可以有效的提高流体的导热率，增强的流体的载热能力。而且纳米流体的导热率又受到颗粒体积分数的影响。
结论
本文尝试采用一种新型的Wavy冷板结构，并与纳米流体相结合，研究其流动特性和换热特性。Wavy结构可以对流体产生周期性的扰动，非常有利于强化对流换热，相比于其他的扰流结构具有较好的热水力性能。因而采用纳米流体作为传热工质，则能通过强化流体导热率的方法强化对流换热性能。并通过Fluent软件进行纳米流体在Wavy管道中的流动仿真模拟，寻找解决电子设备散热的更好途径。
参考文献
[1]钟桂健，李龙，翟玉玲，包桂蓉.纳米流体导热系数的影响因素分析[J].工业加热，2018:20-24.
[2]马林，陶冲，王昭利，卿山，刘迎春.纳米流体强化传热领域的研究进展及存在的问题[J].工业加热.2017(02).
论文作者:柳灿
论文发表刊物:《信息技术时代》2018年7期
论文发表时间:2019/4/9
标签：流体论文; 纳米论文; 多相论文; 换热论文; 系数论文; 体积论文; 高效论文; 《信息技术时代》2018年7期论文;