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喷雾冷却在插件式喷雾机箱中的实验研究
( 2016-12-15 )

  随着电子设备的快速小型化、微型化和集成化,其单位面积的发热功率快速增长,相应的热流密度也越来越大,而传统的散热方式难以满足今后的热控需求。喷雾冷却,作为一种新兴的高热流密度散热方式而被广泛关注。相比于受迫对流、热管、射流等换热方式,喷雾冷却具有高散热能力、低流量需求、小过热度和无接触热阻等众多优点。因此,为了解决工作站、超级计算机等集成设备内部的多热源阵列的冷却,本课题提出了插件式喷雾冷却机箱热控方案,并建立封闭式循环实验系统,分析相关换热参数,优化机箱中条件参数,探究换热增强方法。

  在喷雾机箱系统中,采用PCB板代替电子主板,采用射频电阻模拟发热芯片,采用电介质液体PF5060、HFE7100等作为冷却工质,采用直肋、针肋、三角肋、混合肋等表面强化换热。通过系列实验得出了不同冷却工质、强化表面和喷雾角度下的冷却曲线,并分析了喷嘴喷雾特性、工质换热特性、增强表面强化特性以及喷雾角度影响等因素。同时,本课题根据喷雾机箱系统提出针对完整系统的综合评估体系,通过多项指标衡量系统可行性与实用性。

  研究成果分别以“Integrated thermal control and system assessment in plug-chip spray cooling enclosure” 和“Effects of inclination angle on plug-chip spray cooling in integrated enclosure” 为题发表在《Applied Thermal Engineering》上, 论文链接:DOI:10.1016/j.applthermaleng.2016.07.097; DOI:10.1016/j.applthermaleng.2015.08.016

  (国家奖学金获得者—章玮玮 供稿)


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