泡沫铜有无槽道对流动沸腾换热特性的影响

摘要

为研究有无槽道泡沫铜对流动换热特性的影响,本文选用孔隙率为70%、80%、87%,孔密度45PPI、110 PPI的泡沫铜,通过实验的方法对流动过程中流体流动的不稳定性进行研究。研究表明:在低热流密度区,有槽泡沫铜沸腾换热性能逊于无槽泡沫铜;随热流密度的升高,有槽泡沫铜普遍优于无槽;对于六槽道泡沫铜而言,87%、45PPI的泡沫铜,换热性能最佳,沸腾换热系数HTC在中高热流密度时达41.8 kW/(m^(2)·K),临界热流密度CHF至105 W/cm^(2)。泡沫铜开槽可使其平均压降降低,但在高热流密度下,槽道数目影响不大。从热阻和泵功率图的综合评价看,45PPI泡沫铜开槽对热阻的降低效果并不明显;而110PPI泡沫铜开设槽道,会显著降低热阻,达到较好的沸腾换热强化效果。