新型单圆锥体热沉单孔射流散热数值模拟

来源：机械工程学报杂志2016年第24期北京时间：

作者：马鹏程, 唐志国, 刘轻轻, 王元哲

单位：1. 合肥工业大学科学技术研究院 合肥 230009, 2. 合肥工业大学机械工程学院 合肥 230009

摘要：射流冷却是高热流密度换热的有效方法之一，其热沉形状是影响换热的关键因素。提出一种新型圆锥体热沉，应用RNG k-ε湍流模型，对新型单圆锥体热沉进行单孔水冷散热数值模拟，并进行试验验证。结果表明：单圆锥体热沉的散热效果明显强于常规平板热沉，前者的射流流体域比后者多一个转折区，转折区内存在二次冲击，使换热得到强化。雷诺数越大，圆锥体热沉散热性能越优异;在不同锥角(15°~60°)的单圆锥体热沉传热模拟中，当锥角在45°左右时，热沉表面的平均努塞尔数数最高;圆锥体底面直径d1和射流孔直径d比值在1~3范围内，数在比值为2.5左右达到最大值;射流高度H与射流孔直径d比值在5左右时，数趋于最大。

关键词：边界层,冲击射流,强化传热,数值模拟,锥体热沉；

基金资助：* 国家科技支撑计划(2014BAG06B02)和合肥市自主创新政策 (KX201506230108)资助项目; 20160510收到初稿，20161117收到 修改稿;