微电子技术的发展,极大地推动了计算机技术、航空航天技术、通讯技术、网络技术及电器产业的迅猛发展。这促使电子元器件的功率密度急剧升高,能否进行有效地散热已经成为亟待解决的关键问题。以计算机芯片为例,传统的散热片与风扇组合式散热器已越来越显现出其弱点与局限性,必须求助于新的解决方案,实现高密度热量的转移。液冷技术就在这样的挑战和机遇下应运而生。从热耗散的角度来看,将液体以射流冲击的形式直接应用于电子器件的冷却,有其独特的优点。这是由于射流冲击是目前所知单相传热系数最高的对流换热方式,尤其在较小的传热温差下,其热耗散性能更加突出。本文设计了一种圆形液体浸没射流冷却器,以去离子水为工质,对受限浸没射流阵列冲击针肋热沉的传热特性和压降特性进行了实验研究,主要讨论了热沉几何参数和射流雷诺数对传热特性的影响规律,研究了热沉的压降特性。研究表明:相比于光滑表面,针肋热沉的表面平均努谢尔特数平均提高50%左右。针肋高度直接影响换热能力,但并非越高越好;热沉传热特性受针肋宽度W与肋间距G影响较大,表面平均努谢尔特数在0.625≤W/G≤1.0内呈塔型分布;表面平均努谢尔特数在2.5≤H/d≤10之间不断下降;S/d在3~4.5之间,表面平均努谢尔特数随S/d的增大单调递增,但Re增大到4000后,换热性能与S/d基本无关;S/d在4.5~7之间,表面平均努谢尔特数随S/d的增大单调递减;热沉的热阻随泵功的增大而降低,但变化渐趋平缓。热沉的压降主要发生在射流孔和进出口两个环节,近80%的压力损失在这两个部分。总之,射流阵列和肋化表面对传热与流动的影响较为复杂,需要对其传热规律进行更深入的探索。衡量一个冷却器性能优劣的标准之一就是温度的分布,尤其是被冷却表面的温度大小与均匀性。本文通过对受限浸没射流阵列冲击针肋热沉进行数值模拟分析,讨论了其温度场、速度场以及压力场的分布情况。研究表明:湍流模型RNG k-ε适用于受限浸没射流的传热过程;射流孔之间和靠近边界的地方,传热较弱;阵列射流各个射流孔的速度大小并不相同,并且发生主流偏移现象,说明实验中对射流速度作均匀处理,存在一定的误差。基于上述研究,设计制作了一套完整的计算机CPU液冷散热系统。并且进行了实际应用测试,结果表明:该液冷散热系统能有效降低CPU运行时的温度,相对于传统的风冷与普通水冷散热器,具有更加优越的散热性能。并且这种散热装置不仅仅适用于CPU的散热,对其他电子芯片也同样适用,具有较广泛的应用前景,易于推广。