过程工程学报 ›› 2024, Vol. 24 ›› Issue (5): 514-522.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.223205
周年勇1,2*, 赵英杰1, 刘阳2, 邹有鑫1, 唐光华1, 鲍庆国1, 吕文宇1
Nianyong ZHOU1,2*, Yingjie ZHAO1, Yang LIU2, Youxin ZOU1, Guanghua TANG1, Qingguo BAO1, Wenyu LÜ1
摘要: 近年来,由于功率密度的提高、紧凑的封装以及高性能的要求,高热通量器件的散热需求显著增加。针对上述问题,本工作拟采用以喷雾冷却的技术方法对以乙二醇-水为基液的Al2O3纳米流体展开传热研究,重点分析了在300, 500和700 W三种不同工况下,基液浓度、纳米颗粒浓度、所添加分散剂的浓度对工质喷雾冷却换热性能的影响。实验结果表明,由于比热容和导热系数的降低以及喷雾特性的恶化,乙二醇质量分数由30wt%增至80wt%,Al2O3纳米流体溶液表面传热系数不断下降,平均降低41.63%。Al2O3纳米流体表面传热系数随着纳米颗粒质量分数的增加呈现先减小后增加,再缓慢减小的趋势。Al2O3纳米颗粒质量分数由0增至2wt%,Al2O3纳米流体溶液表面传热系数整体平均下降6.94%,沉积和泡化效应是削弱换热的主要原因。此外,添加低质量分数的分散剂聚山梨醇酯-20 (Tween-20)可以改善泡化效应,使得喷雾冷却传热系数增高约1.52%,但仍低于纯基液(不添加纳米颗粒)的换热能力;添加较高质量分数的分散剂会导致其换热性能进一步削弱。