脉冲式喷雾冷却的实验研究进展

梁 勇，刘 妮



脉冲式喷雾冷却的实验研究进展

梁 勇，刘 妮

（上海理工大学 制冷技术研究所，上海 200093）

脉冲式喷雾冷却是解决现在大功率电子设备散热问题的最理想方法之一，具有能够大幅度提高电子元器件换热效率的潜能。介绍了脉冲式喷雾冷却相比传统连续喷雾冷却所具有的优点，综述了国内外对脉冲式喷雾冷却的研究，总结了占空比、频率及喷雾周期对热表面换热效率的影响。最后总结了现阶段关于脉冲式喷雾冷却的研究结论并展望了未来的研究方向。

脉冲；喷雾冷却；综述；占空比；喷雾周期；临界热流密度；电子冷却

热管理（对一个系统的热量或温度的管理）是现在大功率电子设备的重要组成部分，如用于电动和混合动力汽车动力总成的转换器和逆变器。大功率的电子元件需要较高电流，这就使得温度升高，所以需要优化温度控制系统，以免电子元件烧毁[1]。现在电子元件趋于微型化，大型的换热器有很大的局限性，所以脉冲式喷雾冷却是最有潜能的冷却方法之一。

脉冲式喷雾冷却是一个特定频率停止喷射和一个特定频率喷射的过程[2]。可以简单概括为“喷一下，停一下，交替循环”，喷射时间加停喷时间为一个周期，占空比即为喷射时间占一个周期的百分比。脉冲式喷雾冷却可以通过改变质量流率、占空比、频率来调节，使加热面达到实际需要的温度[3]。

针对脉冲式喷雾冷却的研究，国内外有一些相关文献发表，国外Panão等[4]以水为工质做了研究，以混合工质（纯工质与纳米颗粒、添加剂、可溶性盐、气体和有机溶液中的一种或者几种组成的制冷工质）做了少量研究；国内周华琴[5]以水为工质做了初步研究。由于混合工质和添加剂种类繁多，对实验结果的影响也不尽相同，所以该课题可研究的空间非常大。

1 连续和脉冲式喷雾冷却的区别

喷雾冷却是指液体工质通过雾化喷嘴依靠高压气体，或者依赖自身的压力，使得液体工质分散、破裂成小液滴，然后喷射到相对低速低压的气体介质中，实现对高温物体进行冷却的技术[3]。喷雾冷却有着非常广泛的应用，因为它具有换热效率高，散热均匀，可以达到很高的临界热流密度值（CHF）等优点。在医疗、食品冷冻、激光等领域都有着广泛的应用。

在喷雾冷却过程中，产生两相流（两相物质至少一相为流体所组成的流动系统），具有高度复杂的特性，影响喷射效果的因素不仅有雾滴尺寸、速度和密度，甚至是表面初始温度，因此很难确定哪个是影响换热的主要因素[4]。虽然喷雾冷却相对其他冷却方式有着无可比拟的优势，但是其也存在很多问题。例如周华琴[5]提到：

(1)研究封闭式喷雾冷却的换热特性时，由于腔体是完全封闭的，在完全抽真空的情况下，虽然腔体内设置冷凝器，但是在实际实验中冷凝效果并不明显，产生大量的蒸汽在腔体内无法排除。所以雾滴下落时，必须得穿过蒸汽，产生很大的阻力，减缓了雾滴的速度，液膜内的对流作用也受到了影响。另一方面，雾滴在下降时，会和蒸汽发生热交换，部分蒸汽附着在液滴上，导致液滴半径增大，温度上升，对冷却效果有一定的影响；

(2)对于压力式喷嘴，要达到比较好的雾化效果，就要增大喷嘴入口压力，导致流量增加，这样就往往导致工质流量过大，使得液膜厚度增加，增加了热阻，也增加了气泡逃逸的难度而且不易破裂，液滴撞击所引起的加强湍流的效果下降，因此会导致换热系数下降，影响换热效果。

要解决上述问题的一个有效方法就是脉冲式喷雾冷却。脉冲式喷雾冷却相比于传统式喷雾冷却的一个最大的优点就是工质的利用率高。在传统的喷雾冷却中，要想达到一个好的换热效果，就是增加工质的质量流量，然而在高速的喷射过程中，即使加热表面温度很高，但工质也没有足够的时间发生相变，因此工质不能充分利用，造成浪费。

刘媛[6]的研究表明:（1）脉冲式喷雾冷却相比于连续性喷雾冷却，平均时间内在加热表面上形成的形成的液膜厚度要更薄，热阻减小。（2）液膜厚度减小，气泡生长的半径减小，更易逃逸。（3）在停喷阶段，有利于冷凝器对腔体内蒸汽进行冷凝，减小了雾滴与蒸汽之间的相互作用。

脉冲式喷雾冷却也有很多弊端：（1）控制不好占空比，频率容易导致质量流量过大或过小，导致换热效率降低，与连续喷射区别较小；质量流量过小会导致冷却效果下降，更严重会导致表面温度过高烧毁设备。（2）对设备的精度要求很高，特别是在皮肤病治疗领域。（3）不确定因素太多，喷射时间、频率、角度等这些因素都会造成液膜厚度过厚或过薄，导致表面换热的不均匀性增强。（4）脉冲式喷雾冷却机理还不完善，现有的理论都是通过实验得到的，局限性很大。

2 表面换热效率的影响因素

在冷却过程中，表面换热效率受很多因素如占空比、频率、喷雾周期、工质类型和喷雾参数等的影响，这就增加了研究的复杂性。

2.1 占空比和喷雾周期

占空比和喷雾周期是脉冲式喷雾冷却中影响换热效率的两个重要因素，因为这两个因素最难控制，所以针对这两个因素的研究是重中之重。

Panão等[7]利用多喷嘴探索了在冷却过程中占空比等因素对表面温度和表面热流密度的影响。在占空比10%，频率为0.5~15Hz，在两相区，频率过高时，频率对传热效果的影响不太明显；频率0.5~1 Hz，传热效果会忽然降低，因为液膜在喷射期间蒸发，导致膜层散热系数降低，造成冷却能力的下降。

传热系数和热效率公式为

式中：ISC为热流密度；op为铜板温度；c为制冷工质的温度。当占空比(DC)≥40%，换热处于单相区，ISC相对保持恒定。当占空比(DC)<40%，op>c，相变使冷却效率提高，ISC也提高。

热效率公式为

式中：为热效率；为质量流量；pf为比热；fg为蒸发潜热；b为沸腾温度。当op

Somasumdaram等[2]做了脉冲式喷雾冷却在单相区和两相区的比较研究，主要目的是研究闭式脉冲式喷雾冷却占空比、频率和表面温度、热流密度之间的关系。实验分为不同的热流区——11，22，33 W/cm2(低热流密度，单相区)；55，88 W/cm2(过渡区)；108，125，149 W/cm2（高热流密度，两相区），喷嘴入口压力分别为0.2，0.4，0.5 MPa。研究结果表明占空比在20%~70%（处于单相区），温度梯度随着表面温度和热流密度的升高而增加；占空比在60%~90%（处于过渡区），表面温度梯度达到最大；占空比在40%~85%（处于两相区），表面温度梯度随着表面过热度的升高而减小。热流密度在11~55 W/cm2，占空比随着热流密度的升高而增加，热流密度在88~198 W/cm2时，占空比则出现相反的趋势。在喷射入口压力较低时（质量流量小），工质利用率最好。

Panão等[8]研究了脉冲喷雾和室温下的表面之间的流体相互作用的瞬态行为，结果表明热交换效率的高低和喷射条件有很大的关系，比如压力、周期、占空比。增加喷射时间对喷油器动力学的直接影响是喷雾的稳定周期增大、液体质量流量增加、热表面换热效率提高。实验证明，当喷射时间由5 ms增加到10 ms时，瞬态热传递会发生显著变化，这是由于产生了液滴的二次撞击，致使固液交界处产生气泡，破坏液膜，从而增强了换热效率。

Moreira等[9]研究了内燃机的工作特点，研究在不同工况下，初始壁面温度保持恒定，采用脉冲式喷雾冷却时，占空比、喷射频率和喷射流量对热流密度的影响。当达到临界热流密度时，较低的频率、较短的喷雾时间(5 ms)，换热效率增加。

Wang等[10]研究了以R404为工质脉冲式喷雾冷却的表面换热特性。他们采用的是先喷50 ms，然后关闭电磁阀，直到喷嘴内的R404喷尽，大约在300 ms的时候开始下一次喷射。表面上仍然附有一层液膜，液膜厚度随着时间发生强烈的变化。因此这种喷射在时间和空间上有着强烈的不均匀性。他们研究得到最佳的喷射距离为30 mm，热流密度最高达483.04×10–3W/cm2，最大径向温差为60℃，热流密度梯度最高可达400×10–3W/cm2。

李云忠等[11]研究了处于自然环境下的空调系统采用脉冲式喷雾冷却对换热器性能，尤其是对占空比的影响。在汽水压力不变，换热器进水温度、汽水总压相同的条件下，占空比都是先增大后减小。在汽水压力不变，换热器进水温度不相同、汽水总压相同的情况下，最佳占空比随着温度的增加而增大。在汽水压力不变、换热器进水温度相同，汽水总压不相同的条件下，最佳占空比先增加后减小。

Somasumdaram等[12]对集成电路闭式回路脉冲式喷雾冷却进行了实验研究。研究表明造成表面温度梯度超过限制值的主要原因是电磁阀的精度和传感器的时间延时。热流密度、传热系数、表面平均温度也是也是影响表面温差的三个因素。一般情况下，高热流密度和高设置温度点会导致比较大的表面温差。然而，在比沸点温度高15 ℃处设置温度点，在压力为0.6 MPa，热流密度为33 W/cm2时由于进入两相区发生相变，导致表面温差最小。在最低的设置温度点处，传热系数最高，随着热流密度的变化和连续喷雾冷却相似。频率有两种定义方法：

(3)

公式（3）是根据表面温度计算；公式（4）根据电磁阀打开和关闭的时间计算。

表1[12]为不同压力和热流密度的喷雾时间和停喷时间，可以看出喷雾时间on随着热流密度的增加而增加，而停喷时间off变化很小。在不同压力下，高出设置点温度10 ℃，随着热流密度的增加，冷却速率减小，所以实际喷雾时间增大。在停喷期间，换热表面会有一层液膜，所以芯片温度不会上升很快，直到液膜温度等于芯片表面温度。实验表明脉冲式喷雾冷却的换热效率明显高于连续喷雾。制冷工质最大可以节省58%，占空比随着热流密度的增加而增大，随着设置温度的降低而降低。

表1 不同压力、热流密度的on、off值

Tab.1 ton , toff values with different P, q

Miguel等[13]进一步研究了脉冲式喷雾冷却表面换热过程的物理原理，采用的工质是HFE-7100，研究了喷射频率、脉冲宽度、初始表面温度、喷射压力、喷嘴距被冷却表面的距离对脉冲式喷雾冷却系统性能的影响。实验证明占空比小，工质更容易相变，表面冷却效果更好。通过实验结果估算，在使热表面达到同样的冷却效率下，脉冲式喷雾冷却节约工质10%~90%。其他关于喷雾冷却的研究，都是根据热力学第一定律评价其系统的性能，而作者却通过热力学第二定律（㶲分析）进行分析。㶲分析的最大优点是可以精确地找到哪个部分㶲损失最大，明白其原因并评估其对结果的影响，从而为如何优化喷雾冷却系统使可利用能量的利用率最大化提供了一个明确的物理认识。实验证明喷射特性不会受喷射频率和脉冲宽度的影响。低占空比时，冷却效率高，能够带走更多的热量。

Karpov等[14]采用多喷嘴的脉冲式喷雾冷却系统，实验研究喷射到垂直的等温表面的换热特性。主要研究了二元乙醇-水混合物组分对热传递强度和蒸发冷却效率的影响，并对液相供给脉冲持续时间的变化进行了分析。二元乙醇-水混合物的体积浓度分为1=0~96%，喷射时间=2，4，10 ms，频率为10 Hz。随着喷射时间的增加，整体的传热系数增大。在1=50%~60%时，换热系数最高，因为在这个浓度区间里，进入两相区温度降低，进而提高了传热效率。换热效率随着脉冲宽度的减小而增大，随着乙醇溶液的浓度增大而增大。

Nazarov等[15]研究结果表明以水为工质脉冲式喷雾冷却的脉冲宽度对传热系数没有实际的影响。另一组实验以气体液滴气溶胶为工质，气流可以扰乱换热表面液膜的形成，提高换热效率。频率为1~10 Hz，脉冲宽度为1~10 ms，换热表面恒为70℃，喷射距离为230 mm。结果表明在一个较低的流量和脉冲宽度下，换热系数达到最大值。

Moreira等[16]研究表明在喷雾范围区间内，表面冷却曲线随着频率和喷射时间的变化而变化；局部临界热流密度与喷雾时间之间是相互独立的，与频率成线性变换关系。

Moreira等[17]研究在喷射频率为10~30 Hz，周期恒为5 ms，占空比为5%，7.5%，10%，15%，喷嘴入口压力为0.3 MPa的条件下，研究影响表面换热特性的因素。分别研究喷射时间和频率的变化对表面的中心和边缘区域温度和热流密度的影响。换热表面被分为四个部分，在表面的中心第一个区域温度迅速下降，因为喷到表面的液滴快速蒸发，热流密度达到最大；第二个区域内温度降到最小，但是温度的降低速率减慢，热流密度几乎保持不变甚至稍微减小，这是由于表面的液膜作用，蒸发速率减小；第三个区域内温度增加，是由于表面残余液体的完全蒸发。在边缘区域，瞬时热行为是非常复杂的，研究表明表面中心的平均热流密度值的绝对值大约是边缘区域的四倍。

Kopchikov等[18]研究表明薄膜蒸发机制是控制临界热流密度的主要因素，而与喷射频率等其他喷射条件无关。然而Pautsch等[19]却得出相反的结论，在低频率时，薄膜蒸发既受喷射在表面液体的限制，也受去除表面蒸汽的影响；Rini和Shedd等[ 20-21]研究得出在高频率时，液滴穿过薄膜并与薄膜融合，表面温度逐渐恢复。

Panão等[22]利用多喷嘴脉冲式喷雾冷却对大功率电子设备热管理系统进行了研究。为了探索最佳频率和喷雾时间(DCDinj×inj×100%)，因为实验装置的限制，占空比DC设置为30%或50%，实验结果表明，对于多喷嘴脉冲式喷雾冷却，频率越高，表面温度越低。因此，高频率使表面换热系数提高。在喷嘴数=3时，占空比≥70%≠100%，对热表面的散热效果和连续喷雾相同。

Panão等[22]发现液膜的厚度随着占空比(DC)的增加而变厚，和“死亡时间”（停止喷射到下一个新的喷射开始）成反比，通过蒸发液膜提高传热效率。如果注射频率为60 Hz，占空比（DC）在45%~90%，随着占空比的增加，努塞尔数Nu减小。雅各布数（Jakob number）是表示单相换热和两相换热的一种重要的度量。当DC=45%，60%和90%时，雅各布数随着DC的增加而减小。

Zhang等[23]在压力0.3 MPa，距热表面距15 mm，固定周期200 ms，不同的占空比的情况下进行实验，结果如表2所示。

表2 相同周期、不同占空比的流量

Tab.2 Flow rates for the constant spray cycle of 200 ms and various duty ratios

传热系数和热流密度随表面过热度的关系如图1、图2所示。

由图1、图2明显看出连续喷雾的热流密度和传热系数比脉冲式喷雾大，所以表面换热量随着液滴速度质量平均值的增加而增大。表明在雾滴参数相似的情况下，在一定压力时，连续喷雾比脉冲式喷雾冷却的换热效率更高。然而，在单相换热时，消耗相同质量的水时，情况则截然相反，在周期为300 ms、喷射时间150 ms时，脉冲式喷雾冷却效率比连续喷雾高35.8%。说明最佳占空比、喷雾周期能提高工质的利用率。

通过实验可以发现在喷雾高度、压力等参数保持不变的情况下，存在最佳占空比使脉冲式喷雾冷却换热效率比连续喷雾冷却高，而且更加节省工质。所以研究最佳占空比就尤为重要。另外，研究者应该致力于在找到最佳占空比的基础上，寻找汽化潜热大，沸点低，同时能够满足电子元器件冷却中对表面温度要求的冷却工质，使表面换热效率进一步提升。

图1 热流密度q随表面过热度的变化

图2 传热系数随h表面过热度的变化

冷却工质的种类很多，由于不同的工质其化学和物理性质不同，会通过导热系数、表面张力、固液接触角等方面对表面换热效率产生巨大影响。所以下一步应该采用高换热效率的纳米流体、制冷剂、添加剂溶液的方法提高脉冲式喷雾冷却的换热效率。

Wang等[10]研究了以R404为工质脉冲式喷雾冷却的表面换热特性。

Panão等[22]进一步研究了脉冲式喷雾冷却表面换热过程的物理原理，采用的工质是HFE-7100，研究了喷射频率、脉冲宽度、初始表面温度、喷射压力、喷嘴距被冷却表面的距离对脉冲式喷雾冷却系统性能的影响。实验证明占空比小，工质更容易相变，表面冷却效果更好。通过实验结果估算，在使热表面达到同样的冷却效率下，脉冲式喷雾冷却节约工质10%~90%。其他关于喷雾冷却的研究，都是根据热力学第一定律评价其系统的性能，而作者却通过热力学第二定律（㶲分析）进行分析。

Zhang等[23]采用多喷嘴的脉冲式喷雾冷却系统，研究喷射到垂直的等温表面的换热特性。主要研究了二元乙醇-水混合物组分对热传递强度和蒸发冷却效率的影响，并对液相供给脉冲持续时间的变化进行了分析。二元乙醇-水混合物的浓度为1=0~96%，喷射时间=2，4，10 ms，频率为10 Hz。随着喷射时间的增加，整体的传热系数增大。在1=50%~60%时，换热系数最高，因为在这个浓度区间里，进入两相区，进而提高了传热效率。换热效率随着脉冲宽度的减小而增大，随着乙醇溶液浓度的增大而增大。

2.3 喷雾参数等因素

喷嘴距热源表面的高度、液滴直径、喷雾倾角、热源表面结构等因素都是影响喷雾冷却换热效率的重要因素。所以关于这些方面的研究也很多，但都是针对连续性喷雾冷却的研究，这里就不一一赘述了，针对脉冲式喷雾的研究几乎空白，所以这些方面还有待深入研究。

综上可知，占空比确实可以提高表面的换热效率、节省工质，是脉冲式喷雾冷却一个重要的控制因素。尽管如此，笔者认为在电子冷却领域脉冲式喷雾冷却是一个很有前景的技术，但是影响占空比的因素非常复杂，实现精确控制很难。今后对脉冲式喷雾冷却的研究最重要的部分就是研究最佳占空比，在其基础上研究倾斜角、相变等其他因素对换热效率的影响。

3 结论与展望

脉冲式喷雾冷却是一种新型的冷却技术，为解决电子元器件、激光器件等高热流密度的散热问题提供了一种新的思路。本文基于国内外相关研究成果，综述了占空比、频率、周期等因素对脉冲式喷雾冷却的换热效率等问题的影响和存在的问题，它们存在一个最优值使得换热效率达到最大，并且提出了解决办法和以后的研究方向。比如：

(2)建筑物的抗震加固以提高其整体性为原则，一般可以在外墙外侧增设混凝土圈梁和构造柱，但由于原结构砂浆强度等级太低，不能与新增加的构件进行可靠的连接，节点不易处理，因此在1层至3层所有墙体均增设钢筋网水泥砂浆面层，内设Φ 6 mm的钢筋网片。同时在需设构造柱及圈梁的地方配置钢筋加强带来代替构造柱和圈梁。

（1）选择一种合适电子元件的制冷剂，喷雾冷却的主要工作原理就是通过制冷剂蒸发带走热表面热量来降低温度，所以制冷工质的物理化学特性对表面换热效率有着很大的影响；通过研究制冷工质的化学物理特性，选择饱和温度较低、无腐蚀性的工质、适合电子元器件的制冷工质；

（2）研究脉冲式喷雾冷却对表面微结构换热特性的影响，通过实验说明其影响，分析其换热理论；

（3）研究倾角对脉冲式换热特性的影响，本课题组李丽荣研究了喷射倾角对连续喷雾冷却换热特性的影响，实验表明存在最佳倾角18°，相比垂直喷射，其换热效率提高了11.1%；

（4）降低制冷剂的饱和温度；这就要求建立一个密闭的喷雾冷却系统，对系统抽真空，使空间压力降低，进而降低蒸发温度，从而使表面换热效率提高；

（5）研究添加剂溶液对脉冲式喷雾冷却换热效果的影响；

（6）利用模拟研究的方法来验证脉冲式喷雾冷却的实验结果，分析表面的换热原理和连续喷射表面换热原理的区别；

（7）分别研究开式系统和抽真空系统脉冲式喷雾冷却的换热效率，比较在单相区和两相区，连续喷雾冷却和脉冲喷雾冷却的换热效率，分析其原因。

[1] BAR-COHEN M, ARIK M, OHAI. Direct liquid cooling of high flux micro and nano electronic components [J]. Proc IEEE, 2006, 94: 1549-1570.

[2] SOMASUMDARAM S, TAY A A O. Comparative study of intermittent spray cooling in single and two phase regimes [J]. Int J Thermal Sci, 2013, 74: 174-182.

[3] 司春强, 邵双全, 田长青, 等. 润滑油对喷雾冷却性能影响 [J]. 制冷技术, 2012, 31(1): 42-45.

[4] PANÃO M R O, MOREIRA A. Two-phase cooling characteristics of amultiple-intermittent spray [C] // Thirteenth International Symposium on Applications of Laser Techniques to Fluid Mechanics. Lisbon, Portugal: The Conference Organizer, 2006.

[5] 周华琴. 热表面脉冲式喷雾冷却的实验研究[D]. 天津: 天津大学, 2007.

[6] 刘媛. 间歇式喷雾冷却高热流表面机理的研究[D]. 天津: 天津大学, 2008.

[7] PANÃO M R O, GUERREIRO J P P V. Microprocessor cooling based on an intermittent multijet spray system [J]. Int J Heat Mass Trans, 2012, 55: 2854-2836.

[8] PANÃO M R O, MOREIRA A L N. Thermo and fluid dynamics characterization of spray cooling with pulsed sprays [J]. Exp Thermal Fluid Sci, 2005, 30: 79-96.

[9] MOREIRA A L N. An experimental methodology to quantify the spray cooling event at intermittent spray impact [J]. Int J Heat Fluid Flow, 2007, 28: 191-202.

[10] WANG R, ZHOU Z F. Surface heat transfer characteristics of R404A pulsed spray cooling with an expansion-chambered nozzle for laser dermatology [J]. Int J Refrig, 2015, 60: 206-216.

[11] 李云忠, 高理福. 周期性喷雾蒸发冷却中最佳占空比试验研究 [J]. 四川建筑科学研究, 2014, 40(1): 334-336.

[12] SOMASUMDARAM S, ANDREW A O T. An experimental study of closed loop intermittent spray cooling of ICs [J]. Appl Thermal Eng, 2011, 31: 2321-2331.

[13] PANÃO M R O, MOREIRA A L N. Intermittent spray cooling: a new technology for controlling surface temperature [J]. Int J Heat Fluid Flow, 2009, 30: 117-130.

[14] KARPOV P N, NAZAROV A D. Evaporative cooling by a pulsed jet spray of binary ethanol–water mixture [J]. Tech Phys Lett, 2015, 41: 668-671.

[15] NAZAROV A D, SEROV A F. Experimental investigation of evaporative pulse-spray impingement cooling [J]. Eng Phys Thermophys, 2009, 82: 1160-1166.

[16] MOREIRA A L N, CARVALHO J. The effects of fuel impact on mixture preparation in SI engines with port fuel injection [J]. SAE Tech Paper Series, 2005, 24: 83.

[17] MOREIRA A L N, PANÃO M R O. Heat transfer at multiple-intermittent impacts of a hollow cone spray [J]. Int J Heat Mass Transfer, 2006, 49: 4132-4151.

[18] KOPCHIKOV I, VORONIN G, KOLACH T, et al. Liquid boiling in a thin film [J]. Int J Heat Mass Trans, 1969, 12: 791-796.

[19] PAUTSCH A G, SHEDD T A. Spray impingement cooling with single-and multiple-nozzle arrays [J]. Int J Heat Mass Trans, 2005, 48: 3176-3184.

[20] RINI D, CHEN R H, CHOW L C. Bubble behavior and nucleateboiling heat transfer in saturated FC-72 spray cooling [J]. J Heat Mass Trans, 2002, 124: 63-72.

[21] SHEDD T A, PAUTSCH A G. Spray impingement cooling with single-and multiple-nozzle arrays [J]. Int J Heat Mass Trans, 2005, 48: 3167-3175.

[22] PANÃO M R O, MOREIRA A L N. Heat transfer correlation for intermittent spray impingement: a dynamic approach [J]. Int J Thermal Sci, 2009, 48: 1853-1862.

[23] ZHANG Z, JIANG P X, HU Y T, et al. Experimental investigation of continual and intermittent spray cooling [J]. Exp Heat Trans, 2013, 26: 453-469.

（编辑：陈渝生）

Experimental research progress of pulse spray cooling

LIANG Yong, LIU Ni

(Institute of Refrigeration and Cryogenic Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China)

Pulsed spray cooling plays a crucial role in the development of high-power electronics devices, and it has the potential to significantly improve the heat transfer efficiency of electronic components. This paper introduces the advantage of pulsed spray cooling compared to conventional continuous spray cooling. The research of pulse spray cooling at home and abroad is reviewed, and the effects of duty cycle, frequency and spray cycle on the heat transfer efficiency of the surface are summarized. In the end, the conclusion about pulsed spray cooling and the future research direction is discussed.

pulse; spray cooling; review; duty cycle; spray cycle; critical heat flux; electronic cooling

10.14106/j.cnki.1001-2028.2017.04.004

TM201.4+2

A

1001-2028（2017）04-0021-06

2017-01-21

刘妮

刘妮（1974－），女，山东青岛人，副教授，研究方向为微喷冷却技术等，E-mail: 13162328265@163.com；梁勇（1991－），男，陕西咸阳人，研究生，研究方向为微喷冷却技术，E-mail: 13162328265@163.com 。

网络出版时间：2017-04-11 10:49

http://kns.cnki.net/kcms/detail/51.1241.TN.20170411.1049.004.html