확장된 마이크로채널 방열판의 액체 금속 유동 및 열 모델링

Aug 08, 2023

2023년 6월 16일

이 기사는 Science X의 편집 과정 및 정책에 따라 검토되었습니다. 편집자들은 콘텐츠의 신뢰성을 보장하면서 다음 특성을 강조했습니다.

사실 확인된

교정하다

작성자: 프론티어 저널

우수한 열 전도성을 지닌 액체 금속은 MCHS(마이크로 채널 방열판)의 새로운 냉각제로 활용되었습니다. 그러나 액체금속 기반 MCHS는 냉각수의 열용량이 낮아 고출력 방열 처리 시 냉각수와 방열판의 온도가 과도하게 상승하는 문제점이 있다.

최근 CAS 물리 및 화학 기술 연구소의 Weil Rao 교수가 이끄는 연구팀은 핀 끝의 대류가 열 전달 향상에 중요하지 않다는 것을 발견했습니다. 핀 끝을 절단하고 확장된 공간을 확보하여 고정된 크기의 냉각수 유량을 증가시킴으로써 열 전달이 훨씬 더 효과적입니다.

이 확장된 마이크로채널 방열판(E-MCHS)은 방열판의 크기를 변경하지 않고도 더 많은 냉각 매체가 흐르도록 하여 처리 난이도를 높이고 방열판의 안정성을 파괴합니다. "확장된 마이크로채널 방열판 내 액체 금속의 유동 및 열 모델링"이라는 제목의 이 연구는 Frontiers in Energy에 게재되었습니다.

본 연구에서는 수치모사 및 1차원 열저항 모델을 이용하여 E-MCHS 내 액체금속의 유동 및 열성능을 조사하였다. MCHS와 비교하여 E-MCHS는 핀을 자르거나 커버 플레이트를 올려 냉각수를 위한 확장된 공간을 제공하며, 핀 상단의 확장된 공간은 마이크로 채널 내부의 열을 분산시켜 냉각수 및 방열판의 온도 상승을 줄일 수 있습니다.

액체 금속의 Z 방향 열 전도와 핀 상단 표면과 액체 금속 사이의 열 대류로 인해 전체 열 저항이 최대 36% 감소할 수 있습니다. 위의 프로세스는 채널 종횡비가 낮고 평균 속도가 낮거나 방열판 길이가 긴 마이크로채널에 효과적이었습니다.

추가 정보: Mingkuan Zhang 외, 확장된 마이크로채널 방열판에서 액체 금속의 유동 및 열 모델링, Frontiers in Energy(2023). DOI: 10.1007/s11708-023-0877-5