МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОГИДРАВЛИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МИКРОКАНАЛЬНЫХ ТЕПЛООБМЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ОСНОВЕ МАТРИЦЫ МОНОКРИСТАЛЛОВ КРЕМНИЯ
Аннотация
Предложена конструкция теплообменного элемента на основе матрицы нитевидных кристаллов кремния для систем термостабилизации миниатюрных источников тепловыделения с удельной мощностью до 100 Вт/см2, работающих в широком диапазоне температур окружающей среды. На основе разработанной математической модели конвективного переноса теплоты в микроканальном компактном теплообменнике с развитой поверхностью теплообмена проведено численное моделирование процессов гидродинамики и теплообмена для различных конфигураций микроканальных вставок. Получены поля давлений, скоростей течения, температур охладителя и матрицы из монокристаллов кремния в широком диапазоне расходов охладителя, определены критериальные зависимости для числа Нус-сельта, а также потерь давления различных геометрических конфигураций теплообменников. Исследованы критические режимы работы, предложены направления оптимизации. По разработанной технологии изготовлены опытные образцы для проведения испытаний.
Список литературы
1. Интенсификация тепло- и массообмена на макро-, микро- и на-номасштабах: монография / Б. В. Дзюбенко, Кузма-Кичта Ю. А., Леонтьев А. И. и др. // М.: ФГУП «ЦНИИАТОМИНФОРМ», 2008. 532 с.
2. Разработка и моделирование микроканальных систем охлаждения: монография / Д. А. Коновалов, Дроздов И. Г., Шматов Д.П. и др. // Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2013. 222 с.
3. Коновалов Д.А., Лазаренко И.Н., Дроздов И.Г., Шматов Д.П. Современные подходы к разработке и созданию элементов систем тепловой защиты радиоэлектронных компонентов. Вестник ВГТУ Т. 10. № 1. 2014. С. 97-104.
4. Небольсин В.А., Иевлева Е.В., Шмакова С.С. О взаимосвязи электронного строения и каталитических свойств металлов -катализаторов роста нитевидных кристаллов кремния // Вестник ВГТУ. 2012. Т. 8. № 7. С. 37-42.
5. Bear J, Bachmat Y. Introduction to modeling of transport phenomena in porous media.Netherlands: Kluwer Academic Publishers, 1991 - 553 p.
6. Chen G.M., Tso C.P. A two-equation model for thermally developing forced convection in porous medium with viscous dissipation. International Journal of Heat and Mass Transfer. 2011. v. 54, №2526. pp 5406-5414.
7. Белов И. А., Исаев С. А. Моделирование турбулентных течений: учеб. пособие Балтийский государственный технический университет «Военмех». Типография БГТУ. Санкт-Петербург, 2001. 106 с.
8. Гарбарук, А.В., Стрелец М.Х., Шур М.Л. Моделирование турбулентности в расчетах сложных течений: учеб. пособие. СПб.: Изд-во Поли-техн. ун-та, 2012. 88 с.
Рецензия
Для цитирования:
Коновалов Д.А. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОГИДРАВЛИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МИКРОКАНАЛЬНЫХ ТЕПЛООБМЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ОСНОВЕ МАТРИЦЫ МОНОКРИСТАЛЛОВ КРЕМНИЯ. Наука. Инновации. Технологии. 2017;(3):21-32.
For citation:
Konovalov D.A. Modeling of heat-hydraulic characteristics of microchannel heat transfer elements based on the matrix of silicon monocrystals. Science. Innovations. Technologies. 2017;(3):21-32. (In Russ.)
Просмотров:
72
Послать статью по эл. почте 