随着电子芯片工作热流密度的提升,传统风冷散热方式已不能满足其发展的需要,迫切需要一种新型的高效散热装置。微通道换热器具有体积小,换热效率高等优点,相变微胶囊悬浮液则具有表观比热容大,储能密度高等优势。基于此,论文就相变微胶囊悬浮液在微通道换热器内流动与传热特性展开研究,为微通道换热器及相变微胶囊悬浮液的实际应用提供数据支撑,具有一定的工程价值。论文首先基于文献调研的基础上,建立了三种换热器模型,分析了流体进出口位置和微通道排列方式对流量分配的影响,获得一种较理想的换热器结构;并以此换热器为研究对象,展开深入研究,分析入口流量、热流密度和颗粒浓度的影响;设计并搭建实验测试系统,就相变微胶囊悬浮液在换热器内流动与传热特性进行实验测试,与纯水进行了对比分析。研究结果表明:(1)1#换热器中间通道流量大,两侧通道流量小,2#和3#换热器呈两侧通道流量高中间通道流量低的S型分布;3#换热器中悬浮液流量分布更均匀,不均匀度最小,S=0.066;3#换热器进出口压差最小,为1846Pa,比2#换热器低9.2%;3#换热器底面局部高温区域相对较小,最有利于电子器件的可靠运行。(2)随换热器入口流量的增大,流体的出入口温差降低,在相同入口流量下,相变微胶囊悬浮液出入口温差要比纯水的低。在入口流量为188.4mL/min时,出入口温差与去纯水相比降低了19.6%。相变微胶囊悬浮液与纯水的出入口压差随入口流量的增大而变大,在相同入口流量下,相变微胶囊悬浮液出入口压差要比纯水的高。换热器底面平均温度随入口流量增大而逐渐降低,在流量为188.4mL/min至942mL/min区间内,具有趋于稳定的趋势。悬浮液浓度越高,换热器发热面温度越低。(3)换热器表面传热系数K随入口流量的增加而增大,当流量进一步增大,传热系数趋于平缓。在相同入口流量下,相变微胶囊悬浮液浓度越高,换热器表面换热系数越大。此外,结果还表明,因换热器内流量分配不均,使得换热器内每个通道沿流动方向_x~*存在一定差异。(4)实验测试结果表明,相变微胶囊悬浮液的压差随流量变化规律与纯水基本一致,当流量增大时,压差较纯水时有所增大,当流量为800m L/min时,其进出口压差是纯水的1.5倍。当换热工质为悬浮液时,换热器的进出口压差随底面加热功率的增大而减小,加热功率为300W时,最高比120W时降低16.3%。(5)相变微胶囊悬浮液与纯水的出口温度皆随入口流量的增加而降低,相同流量下,悬浮液温度低于纯水温度,与纯水出口温度相比最高可降低6.2%。换热器发热面平均温度皆随流量的增大而减小,相变微胶囊悬浮液颗粒浓度为2.5%时,发热面的平均温度比纯水低12.9%。(6)两种运行工质下,换热器传热系数皆随流量的增加而增大,入口流量大于600mL/min时,其上升趋势渐渐变缓。在相同流量下,运行工质为悬浮液时的传热系数比纯水高。