Page 27 - 《真空与低温》2025年第5期

566 真空与低温 第 31 卷 第 5 期

2.8 n=6；h=20 板厚度增加，使得流道壁面和导热液中间部位温度
2.6 n=6；h=40
n=8；h=20 梯度减小，导热液温度分布均匀增大了底板与导热
n=8；h=40
2.4
温度均匀度 T 0 /℃ 2.2 底板的换热效果，使温度均匀性更好。此外流道
液间的温差，同时可以更好地分散热量，从而增大
2.0
1.8
匝数越大，流道的流阻增大，出入口压差增大，当入
1.6
1.4 口流速大于 2.5 m/s 后，出入口温差及温度均匀度
1.2
的变化逐渐趋于平稳，出入口压差的增加趋势变
1.0
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 陡；即流道匝数和流速增加可以增强导热液与管内
−1
入口速度 v/（m·s ）
壁的换热效率同时会造成压力损失增大，由于出入
图 7 导热液入口速度对底板温度均匀度的影响 口压差的剧增对泵会有很高的要求，因此，为了达
Fig. 7 Influence of inlet velocity of thermal fluid on tempera- 到温度均匀性要求，需选择合适的流道匝数和入口
ture uniformity of base plate
流速。
综合上述分析，当热源发热功率（300 W）一定 2.2 计算结果云图
时，随着流道匝数增多及底板厚度增大时，换热效 当导热液入口速度为 1 m/s，入口温度为−70 ℃

率与温度均匀性较好，因为流道匝数较大，则热交 时，底板温度分布云图、导热液压力分布云图及导
换面积增大，因此换热效率与温度均匀性较好；底 热液速度分布云图分别如图 8、图 9 及图 10 所示。

底板温度/℃ 底板温度/℃
−69.6 −68.7 −67.8 −66.8 −65.9 −65.0 −69.08 −68.09 −67.10 −66.11 −65.11 −64.12

（a）n=8 （b）n=6
图 8 底板温度分布云图
Fig. 8 Temperature distribution cloud of base plate

导热液压力/Pa 导热液压力/Pa
−4×10 −2.7×10 −1.4×10 −1.7×10 1.3×10 4 2.7×10 4 4×10 4 −3.08×10 4 −1.82×10 4 −5.48×10 3 7.19×10 3 1.99×10 4 3.25×10 4
4
4
4
2
（a）n=8 （b）n=6
图 9 导热液压力分布云图
Fig. 9 Pressure distribution cloud of thermal fluid

温控底板导热液壁面温度场分布云图如图 8 所示，由图可以看出，最高温度集中在热源所在区