ТЕПЛО- И МАССО- ОБМЕН В НАЗЕМНЫХ И КОСМИЧЕСКИХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ДВУХФАЗНЫХ СИСТЕМАХ С ВЫСОКИМ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЕМ

04.04.2022

Докладчик(и):  Кабов Олег Александрович, д.ф.-м.н., проф. (Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН)
Дата, время проведения:  среда, 06 апреля, 15:00
Адрес:  семинар пройдет в формате видеоконференции Zoom


Подключиться к конференции Zoom
https://us06web.zoom.us/j/86983048611?pwd=VzNRYS9VUTljQ0RvMnRuWkxOYVdQZz09
Идентификатор конференции: 869 8304 8611
Код доступа: 511716

Аннотация доклада
Одной из современных проблем теплофизики является охлаждение микроэлектронного и оптоэлектронного оборудования. Процессор размера 10 - 20 мм может вмещать более 20 миллиардов транзисторов, имеющих размер 7 нм. Средняя плотность теплового потока на чипах коммерчески доступных компьютеров и других электронных устройств в настоящее время составляет до 200-300 Вт/см². В локальных участках от 100 мкм до нескольких квадратных миллиметров плотность теплового потока достигает значений 1 кВт/см² и выше. В особых приложениях требуется отводить плотность теплового потока порядка 6 - 10 кВт/см², сравнимую и даже превосходящую плотность теплового потока на солнце. Существует три «классических» метода теплоотвода от локализованных источников тепла высокой интенсивности: 1) кипение в микроканалах, 2) спрейное охлаждение и 3) микроструйное охлаждение. Автором доклада был предложен четвертый метод эффективного охлаждения, при котором отвод тепла обусловлен интенсивным испарением тонкой жидкой пленки, движущейся в плоском микроканале под действием потока газа, проведены исследования гидродинамики и кризиса теплообмена в расслоенном течении при нагреве от источника тепла 1х1 см². Исследования показали возможность отведения тепловых потоков плотностью до 1300 Вт/см²: система может устойчиво работать в широком диапазоне изменения высоты канала (0.17-2 мм).  При помощи высокоскоростной визуализации (100000 кадров в секунду) было установлено, что при тепловом потоке 450 Вт/см² на поверхности нагревателя (1 см²) образуется и замывается около 200000 сухих пятен в секунду с размером порядка 100 - 300 мкм. Скорость контактной линии при образовании сухого пятная достигает значения 10 м/с. Процесс обеспечивает аномально высокую среднюю интенсивность теплообмена до 250 000 Вт/м²К. Часть экспериментов выполнена в условиях микрогравитации в параболических полетах, а также на МКС.

Возврат к списку