3D打印三层微通道冷板的综合特性研究

摘要

3D打印技术在快速成型和制造复杂结构零件方面具有巨大的优势。文中采用3D打印工艺制备了3种微通道散热器,分别是2种开放型的单层微通道和1种封闭型的三层微通道。对三层微通道散热器(Three-Layered Microchannel Heat Sink,TLMHS)的力学性能进行了压力测试。通过实验和数值仿真研究了50780雷诺数范围内和恒定热通量条件下,三层微通道的流动和传热特性。通过实验和数值结果的对比,评价了3D打印工艺产生的粗糙壁对压降和传热的影响。结果表明,粗糙壁面对压降的影响总是负的,但随着雷诺数的增加,粗糙壁面对传热的影响由负向正变化。通过定义能量和流量效率因子,对传热强化进行了量化分析,发现当雷诺数为244时,泵功率对传热的强化效率最高,且存在1个泵功率阈值,使得其对传热的强化不可持续。