FLUENT高性能微通道散热器的模拟研究(3)
实验给出的原始条件和数据为：微通道散热器由金属铝加工而成，长为40mm、宽为0.5mm、高为2mm，微通道为圆形内径为100μm~400μm，采用工质水为冷却液。
内径我准备取100μm，200μm，300μm，400μm。然后根据不同内径导入FLUENT数值模拟，导出流体出口温度分布图、固体与流体出口温度分布图、Z=0界面温度分布图、管道内沿程温度分布图、还有不同雷诺数的情况下温度分布、不同热流密度的情况下的温度分布等等。
实验结果的分析，是实验研究中最重要的一部分，这主要包括实验得出的数据和进行适当的计算而得出所需流动传热的趋势，为开发高效的制冷系统提供个良好的依据和引导。关键还是要熟练运用FLUENT，包括从开始建立微通道散热器的示意图开始到所有网格分布图的出现。所以本人在实习之余，没事会查阅一下关于FLUENT的资料，并会按照一些网站上的教程进行练习，尽量把这一窍不通的GAMBIT、FLUENT基础操作掌握了，然后在建立网格的过程当中减少画图时有的误差。
2 微通道散热器的简单结构
2.1 基本概述
所谓微通道换热器是一种借助特殊微加工技术以固体基质制造的可用于进行热传递的三文结构单元。当前关于微通道换热器的确切定义，比较通行、直观的分类是由Mehendale.s.s提出的按其水力当量直径的尺寸来划分。通常含有将水力当量直径小于1mm换热器称为微通道换热器。早在二十世纪八十年代，美国学者Tuckerman和Pease报道了一种微通道(Micro- channel)换热结构。该结构有高导热系数的材料(如硅)构成，其换热过程为在底面加上的热量经过通道壁传至通道内，其换热性能得到超过传统换热手段所能达到的水平，成功地解决了集成电路大规模和超大规模化所带来的“热障”问题。
随后Wu和Little、Pfahler等、Choi等都对通道中的单相流进行了分析和研究。用于两种流体热交换的微通道换热器于1985年由Swift研制出来，研究表明，其微通道换热器的单位体积换热量可高达几十MW/(m2•K)。美国太平洋西北国家研究所(Pacific North—west National Lab)于90年代后期研制成功燃烧/气化一体化的微型装置以及微型热泵等。卡尔斯鲁研究中心(Forschungszentrum Karlsruhe GrabH)也在利用经过成型工具超精细车削加工的器件，将其彼此连接形成错流和逆流的微换热器。
微通道散热器的构成基本包括基底、盖板、微通道和工质这四个主要部分。其中微通道中截面、尺寸、布局；散热板尺寸、材料；微通道界面，散热板和基板界面还有热源器件界面以及工质流态等诸多因素都将对微通道散热器的散热性能产生影响。虽然微通道为核心结构，但是由于微流体理论尚处于发展阶段，具有一定的不确定性，使得微通道散热器的设计理论研究仍在很大程度上依赖传统的宏观设计理论。设计也因此处于无限尝试的阶段。首先，一些宏观设计理论用于微通道散热器上，并通过实验手段得到验证；然后，由于迷你型的趋势导致在设计微通道散热器的时候要区别于普通常规散热器如尺寸影响的微通道界面，工质流态等等。再者，微通道散热器的结构小型化因而比常规散热器的形式更加多样。随着计算机技术的涌动，出现了各种各样的流体计算软件。这使得早期困扰微通道散热器设计的计算资源问题得到了很好的缓解。
热传递的基本方式大多都知晓，热传导、热对流、热辐射这三种，它们也同时用于一个完整的微通道系统。热传导是指在不涉及物质转移的情况下热量从物体温度较高的地方传到相邻温度较低的地方，或者从高温物体传递给相接触的低温物体。热对流是指不同温度的流体各部分由相对运动所引起的热交换。微通道中流体与接触的壁面相接触就是热对流和热传导的一种，而且冷却的器件也是通过热传导传到散热器上再由内部工质对流换热到外围换热设备，也会有一部分依靠热辐射扩散到周围空气中。
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