局部高热流密度器件射流冲击冷板流动传热特性数值研究

为解决大功率雷达等设备中存在的局部高热流密度热管理难题，进行了大幅面、非均匀高热流密度散热技术研究，提出了一种可同时对上下两侧发热面进行冷却的嵌入式射流冲击冷板，开展了受限空间射流冲击冷却过程流动换热特性数值模拟，获得了嵌入式射流冲击冷板内部的流动换热特性，并对射流冲击距离、射流孔直径、冷板体积流量等参数对流动换热性能的影响规律进行了分析。结果表明，对尺寸为50 mm×72 mm、背景热流密度为1.2 W/cm²、布置有8个3 mm×3.5 mm、125 W/cm²高热流密度芯片的发热面，嵌入式射流冲击冷板的换热系数分布特点可满足局部高热流密度散热需求，且在射流冲击距离为3 mm、射流孔直径为2 mm时，综合考虑换热性能与压降后的冷板性能最佳，在冷板体积流量为5.5 L/min时，芯片最大温升为15.6℃,压降为3.917 kPa。所提嵌入式射流冲击冷板及研究结果可用于局部高热流密度器件热管理。