中国迷信院团队处置大功率电子芯片的热规画难题

随着电子信息技术的中国置快捷睁开，电子芯片的迷信功率密度不断后退，单元体积发烧量不断增大 ，院团尽管响应的队处电芯热规画技术也在不断睁开，但依然存在较大的功率技术挑战，当初老例冷却剂以及冷却措施已经不能知足其冷却要求，热规急需睁开新的画难高效冷却技术 。针对于这一下场，中国置钻研所传热传质钻研中间名目团队提出将潜热型功能热流体-相变微胶囊悬浮液作为新型冷却工质对于热输运功能妨碍强化 ，迷信以处置大功率密度电子芯片的院团热规画难题 。 

当初国内外对于潜热型功能热流体单相强化传热能耐妨碍了相关钻研，队处电芯但对于其沸腾传热特色钻研少少 。功率在数值模拟方面大概况是热规运用均质模子，取患上等效热物性参数钻研其单相强化传热特色
，画难尚未见对于相变微胶囊悬浮液强化沸腾传热数值模拟钻研。中国置名目团队针对于相变微胶囊强化沸腾传热的复合相变传热难题 ，建树CFD-VOF-DPM气液固耦合复合相变数值仿真模子 ，用等效比热法对于相变微胶囊外部的相变历程妨碍简化 ，合成了差距微胶囊中间相变温度下悬浮液强化沸腾传热特色，取患上对于应的流场、温度场以及微胶囊颗粒举念头制  ，服从表明相变微胶囊中间熔点在高于基液沸点后具备更高的沸腾传热强化能耐，在基液沸腾历程中，相变微胶囊中间凝聚温度介于壁面与主流温度之间，近壁区相变微胶囊在高温区与高温区之间的循环行动，存在不断的吸放热历程 ，实用强化的近壁区对于流换热。 

名目团队搭建了可视化相变微胶囊悬浮液行动沸腾传热试验台 ，钻研了行动速率、热流密度 、潜热型功能热流体浓度以及中间相变温度等因素对于行动沸腾传热特色的影响纪律，基液接管3M的Novec 7100，其沸点为61℃。试验测试服从表明 ，相变微胶囊悬浮液由于微米级颗粒存在强化了沸腾传热，在相变微胶囊中间相变温度高于基液沸点时具备最高的强化沸腾传热特色，与纯基液比照换热系数最高强化率可达22.3%  ，最大临界热流密度强化率可达25%。基于以上数值仿真与试验测试钻研，揭示了相变微胶囊悬浮液复合相变强化沸腾传热机理，为电子器件高效冷却技术睁开提供了实际反对于 。 

以上钻研患上到中国迷信院科研仪器配置装备部署研制名目（No. YJKYYQ20200016）以及国家做作迷信基金名目（No. 52106117）反对于，钻研下场已经分说宣告在《Numerical Heat Transfer, Part A: Applications》以及《Journal of Thermal Science》期刊上 。 

图1潜热型功能热流体近壁区气泡扩散 、温度场及微胶囊颗粒行动特色

图2 潜热型功能热流体强化沸腾传热试验测试服从

图3 热型功能热流体强化沸腾传热机理