微型加热器及其换热机理、过程及影响因素
能源与动力工程资助企业: 深圳麦克韦尔科技有限公司
企业导师: 陈飞帆
指导教师: 迟重然
项目成员: 武凌川 熊昊中 李靖宇 张逸飞
项目概述
随着电子元器件不断朝着微型化和高集成度的方向发展,单位体积功耗及热流密度大幅增加,对传热性能也提出更高的要求,与之对应的新型超紧凑微型换热器得到了快速发展。目前对微型换热器的理论与试验研究依然处于不断地探究和完善之中,且微型换热器应用主要集中在散热方面,而作为加热器/雾化器的应用较少。,本项目拟研究微喷嘴-微通道系统的雾化与相变机理,探寻影响加热效率与雾化蒸发效果的因素,尝试开发一款满足企业各项需求的高效微型加热器,并追求其商用价值。
项目目标
我们拟优化设计一款微型电子雾化装置,由微型雾化喷嘴与微型换热器组成,投入特定组分的液体经装置处理能得到气溶胶。为此需要了解液体在雾化器与加热器内相变、雾化、沉积等变化过程,通过数值仿真的方法优化雾化器、换热器参数,并通过实物实验确定优化方向,指导优化设计雾化器、换热器。我们的研究重点将是系统的尺寸问题。微型雾化-加热系统的尺寸在 10^0 -10^1 mm 量级,即本项目需要开展小尺寸下低雷诺数液体的流动、换热、雾化、相变过程的分析计算。
项目成果
通过实验和仿真模拟的方法,我们已得到一套关于微喷嘴-微通道系统的优化方案或新的设计思路,以达到效率上的提升和成本上的节约。并且已经通过实验验证了这套方案在一定误差允许范围内的可靠性和相对正确性。同时在得到该方案的过程中,我们从实验层面上了解了不同设计参数对微型换热器性能的影响,并初步了解了其工作原理,这些经验有助于日后进一步的研究和优化。