近日，清华大学付铠等人在Science China Technological
Sciences(《中国科学：技术科学》英文版)2024年第9期发表了题为“Experimental study and correlation development for the two-phase frictional
pressure drop of flow boiling in copper foam fin microchannels”的研究论文，该研究在绝热和流动沸腾条件下，研究了五种不同孔隙率及不同翅片宽度和通道宽度比的泡沫铜肋微通道压降，通过修改L-M模型，讨论了两相摩擦压降相关性。
Fu K, Xu X H, Liang X G. Experimental
study and correlation development for the two-phase frictional pressure drop of
flow boiling in copper foam fin microchannels. Sci China Tech Sci, 2024, 67: 2758–2776在微电子、电力电子设备以及数据中心领域，散热的挑战变得越来越重要。由于具有高传热系数、低工作流体消耗及系统紧凑性，微通道内的流动沸腾成为一种有效的冷却方法。近年来，多孔壁面微通道中流动沸腾受到广泛关注。与传热特性相比，多孔壁面对压降特性的影响缺乏研究。论文实验测量了水-蒸汽两相流在五个泡沫铜肋微通道中的压降。通道宽度为0.5 mm和1 mm，通道高度为1 mm，通道数目为9或6。微通道的肋由泡沫铜组成，肋宽度和通道宽度的比值为0.5~2，泡沫铜肋的孔隙率为0.78~0.82。以水为工质开展了绝热实验和流动沸腾实验，质量流速为66~407 kg/(m2 s)。在绝热实验中，通道内的平均蒸汽干度为0.017~0.846。在流动沸腾实验中，通道的出口蒸汽干度为0.040~0.863。在绝热实验中观察到泡沫流、搅拌流、环状流和液丝环状流。考虑了质量流速、孔隙率、肋宽度和通道宽度的比值以及加热状态，论文提出一种基于Lockhart-Martinelli模型的两相摩擦压降关联式。关联式的预测值与绝热条件下325个数据点的平均绝对百分比误差为7.53%，与流动沸腾条件下268个数据点的平均绝对百分比误差为5.51%。该研究为多孔壁面微通道中两相摩擦压降关联式的建立提供了帮助。测试模块剖面示意图
泡沫翅片微通道示意图。(a) 正视图和侧视图；(b) 俯视图照片；(c) 侧视图照片
E82R1测试模块绝热条件下的流型
E86R05测试模块中的气泡行为
