【摘 要】
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近年来，随着电子元器件的高集成与高性能的发展趋势，电子器件的发热功率越来越高，因此对换热器的散热能力作出了更高的要求。肋片换热器作为结构最简单的换热器类型，被广泛地应用
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近年来，随着电子元器件的高集成与高性能的发展趋势，电子器件的发热功率越来越高，因此对换热器的散热能力作出了更高的要求。肋片换热器作为结构最简单的换热器类型，被广泛地应用于各种场合。为了更好地发挥肋片热沉的优势，许多学者一直致力于通过优化肋片热沉的结构尺寸来优化其换热能力。但是换热器的换热能力并不是越高越好，因为换热能力的提升一般伴随着换热器流阻的增加，这会增加驱动换热工质流动所需的能量，导致换热器的整体经济性能降低，因此流阻也是评价换热器综合性能的一个重要参数。 CFD（计算流体动力学）工具作为一种经济、省时、可信度较高的预测工具，被越来越普遍地应用到换热器的优化过程中。本文结合实验与CFD模拟的方法，研究了顶部空隙的存在对以水为流动工质的平板肋片热沉的换热与压降性能的影响，以及产生这种影响的内在机理与规律，为以后的平板肋片热沉优化设计提供参考。本文的主要研究工作与结论有： ①顶部空隙的存在会导致流入肋间流道的水，在流动过程中，一部分进入流动阻力较小的肋顶通道，不参与对流换热，因此会导致平板肋片热沉换热性能与整体压降的降低，这是两个互相对立的影响； ②研究了顶部空隙的存在对平板肋片热沉换热与压降的具体影响，并定量研究了这个影响与肋片高度、肋间距以及体积流量之间的联系； ③在本文的研究对象范围内，顶部空隙的存在总是有利的，因为压降的降低幅度始终大于换热能力的损失，也就是说顶部空隙的存在能在损失小部分换热能力的同时大幅度降低热沉压降； ④文章最后在前人的研究基础上，修正了Nu数的经验关联式，通过对比，证明修正后的关联式能相对准确地预测热沉的平均Nu数。
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