随着电子技术的快速发展,电子设备趋于小型化、集成化、智能化,这导致了电子芯片功率密度的急剧上升。为了适应电子工业发展的需要,设计出了结构紧凑、轻巧、高效的微型换热器。而影响换热器寿命的一个重要因素是温度的均匀性。本文以某一电子芯片散热需求为导向,设计出了换热器的几何结构,在验证仿真结果准确可靠后,分析了不同入口流动Re数对散热器内流动与换热的影响,并提出了在散热器内加装挡板的优化方案,分析挡板布局对散热器各通道以及对散热器总热阻和压降的影响。具体工作成果如下:首先,基于长宽为52.5mm × 45 mm的电子芯片的几何约束和120W的散热需求,确定了微通道散热器的数量为26个,矩形截面高宽比为2,以及通道间隔为0.5 mm,同时考虑到散热器入口流体分配和出口汇流的特点,确定了入口、出口以及上、下腔体的几何参数,从而确定微通道散热器的整体几何结构,满足芯片的散热性能要求。其次,采用FLUENT求解器在验证层流流动模型仿真结果准确、可靠的基础上,探索在了入口 Re数在248～621区间内微通道散热器的流动与换热特性变化趋势,得到了各通道的流量、壁面平均温度、换热量以及压降分布,结果表明各通道散热量介于4.2W至4.6W之间,散热器对称面附近区域的通道流量要大于两侧区域通道,通道压降和Nu的变化规律与流量变化趋势相同;且随着入口 Re的增大,各通道的流量分配偏差从0.1增大至0.18;散热器的压降从271 Pa升至890Pa,总热阻从0.14K/W降低至0.095K/W。最后,提出在散热器布置挡板的优化方案,基于621的入口 Re数,分析挡板不同布置间距、布置数量、挡板布置高度、挡板通道长度以及入口倒角等对散热器内的流动和换热影响。结果表明,挡板间距缩小,有利于散热器内流体均匀性分布,降低了壁面平均温度和散热器总热阻,但却增加了散热器压降;随着挡板个数的增加,散热器的压降增大,而流体分配标准差呈现先升后降的变化规律,但散热器挡板为15个时热阻最小;随着挡板高度的增大,散热器内通道流量分配标准偏差的变化规律与散热器热阻及压降的变化趋势并不相同,在挡板高度为4mm时具有较好的流动和散热特性;随着挡板长度的增加,散热器内通道流量分配标准偏差和压降均呈现增大趋势,而散热器挡板长度为2mm时热阻最小;入口倒角增大对换热量影响不大,但通道内各通道的流量分配标准偏差和热阻均呈上升趋势,而压降则在6°时最小。