拡張されたマイクロチャネルヒートシンク内の液体金属の流れと熱のモデリング

Aug 08, 2023

2023 年 6 月 16 日

この記事は、Science X の編集プロセスとポリシーに従ってレビューされています。 編集者は、コンテンツの信頼性を確保しながら、次の属性を強調しました。

事実確認済み

校正する

フロンティアズ・ジャーナルズ

液体金属は、その優れた熱伝導率により、マイクロチャネルヒートシンク (MCHS) の新しい冷却剤として利用されています。 ただし、液体金属ベースの MCHS は冷却剤の熱容量が低いため、高出力の熱放散に対処すると冷却剤とヒートシンクの温度が過度に上昇します。

最近、CAS 物理化学研究所の Weil Rao 教授が率いる研究チームは、フィンの端での対流が熱伝達の促進には重要ではないことを発見しました。 フィンの端をカットして拡張スペースを確保し、固定サイズでの冷却剤の流量を増やすことで、熱伝達がより効果的になります。

この拡張されたマイクロチャネル ヒート シンク (E-MCHS) により、ヒート シンクのサイズを変更せずに、より多くの冷却媒体が流れることができるため、加工が難しくなり、ヒート シンクの安定性が損なわれます。 「拡張マイクロチャネルヒートシンクにおける液体金属の流れと熱モデリング」と題されたこの研究は、Frontiers in Energy に掲載されました。

本研究では、数値シミュレーションと 1D 熱抵抗モデルを使用して、E-MCHS における液体金属の流れと熱性能を調査しました。 MCHS と比較して、E-MCHS はフィンを切り詰めたり、カバー プレートを高くしたりすることで冷却剤のための拡張されたスペースを提供し、フィン上部の拡張されたスペースによりマイクロチャネル内の熱が分散され、冷却剤とヒートシンクの温度上昇が低減されます。

液体金属の Z 方向の熱伝導と、フィンの上面と液体金属の間の熱対流により、合計熱抵抗が最大 36% 削減されます。 上記のプロセスは、チャネル アスペクト比が低い、平均速度が低い、またはヒートシンク長が長いマイクロチャネルに効果的でした。

詳しくは： Mingkuan Zhang 他、拡張マイクロチャネル ヒートシンクにおける液体金属の流れと熱モデリング、エネルギーのフロンティア (2023)。 DOI: 10.1007/s11708-023-0877-5