《基於調控流場的離子風強化換熱技術研究》是依託西安交通大學，由楊蘭均擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於調控流場的離子風強化換熱技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：楊蘭均
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
空氣電暈離子風技術套用於電子元器件強化換熱方面具有非常好的前景，提高離子風強化換熱係數，增加換熱功率和能量利用率是關鍵。本項目採用多針-散熱器金屬電極的離子風激勵器，旨在構建離子風激勵器與散熱器一體化的散熱裝置，通過實驗研究離子風激勵器的流場分布規律，電暈區分布狀態和電場分布，掌握三者與強化換熱係數之間的關係，並通過調控離子風流場分布使激勵器達到低能耗高換熱的最佳性能，同時通過調控散熱器附面層空氣流速，進一步提高換熱係數，增加換熱功率和能效。本項目的研究將進一步揭示空氣電暈離子風強化換熱的機理，掌握離子風流場調控方法，為今後套用提供理論基礎。
結題摘要
本項目的研究內容和目標是集中研究離子風激勵器的流場分布、電場分布和電暈區分布以及溫度場分布同強化換熱關係，通過調控空氣電暈離子風流場分布提高強化換熱係數、增強換熱功率和提高能量利用效率，使空氣電暈離子風散熱技術走向實際套用。 本項目提出了通過調控離子風流場強化換熱能力，同時也提出了利用離子風提高速度邊界層空氣流體的流速進一步增加換熱能力。本項目採用了PIV粒子測速系統對各類基本電極結構的離子風激勵器的流場分布進行測量，同時也建立了電、流體和熱相互耦合的多物理場模型對離子風激勵器的電場、流場及溫度場進行了數值模擬，通過實驗與仿真相結合的手段構建散熱一體化的離子風激勵器。目前取得的成果有： (1) 掌握離子風激勵器的流場調控方法與增強換熱能力的原理：對離子風激勵器流場的實驗測量，撐握了通過電壓、電暈電極類型、數量與分布，地電極類型，以及單級串聯和並聯等方法來調控離子風激勵器的流速與分布；通過上述方法最大化離子風激勵器的強化換熱能力。 (2) 建立了離子風的多物理耦合數值仿真模型：採用comsol軟體建立了以靜電、不可壓縮流體和共軛傳熱模組相互耦合的多物理數值仿真模型，實現對離子風激勵器產生的電場、流場與溫度場同換熱係數的協同分析，進而最佳化離子風激勵器的結構。 (3) 初步構建了一種散熱一體化的離子風激勵器：5×7陣列針-板（散熱體）電極的離子風激勵器，視窗尺寸75mm×40mm，強化散熱係數比最高為5.5。
