Наука. Инновации. Технологии. 2017. Вып. 3. С. 21-32

RUS

Автор(ы)

Коновалов Д.А.

Организация (и)

Воронежский государственный технический университет

Название

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОГИДРАВЛИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МИКРОКАНАЛЬНЫХ ТЕПЛООБМЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ОСНОВЕ МАТРИЦЫ МОНОКРИСТАЛЛОВ КРЕМНИЯ

Аннотация

Предложена конструкция теплообменного элемента на основе матрицы нитевидных кристаллов кремния для систем термостабилизации миниатюрных источников тепловыделения с удельной мощностью до 100 Вт/см2, работающих в широком диапазоне температур окружающей среды. На основе разработанной математической модели конвективного переноса теплоты в микроканальном компактном теплообменнике с развитой поверхностью теплообмена проведено численное моделирование процессов гидродинамики и теплообмена для различных конфигураций микроканальных вставок. Получены поля давлений, скоростей течения, температур охладителя и матрицы из монокристаллов кремния в широком диапазоне расходов охладителя, определены критериальные зависимости для числа Нуссельта, а также потерь давления различных геометрических конфигураций теплообменников. Исследованы критические режимы работы, предложены направления оптимизации. По разработанной технологии изготовлены опытные образцы для проведения испытаний.

Ключевые слова

монокристалл кремния, конвективный теплообмен, критериальная зависимость, интенсификация теплообмена, критические режимы работы.