Liquid film dynamics on structured heated walls

Abstract

Проведены расчеты эволюции жидкой пленки на охлаждаемой горизонтальной структурированной подложке. Рассмотрены случаи, когда структуры имеют синусоидальный и зубчатый профили.: - одним из способов увеличения коэффициента теплообмена между жидкой пленкой и охлаждаемой подложкой является применение подложек, на поверхности которых имеется периодическая структура, обычно в виде канавок с синусоидальным сечением, причем размеры этих канавок сопоставим с толщиной пленки. Но структуры на поверхности подложки могут иметь также сечение в виде периодической ломаной линии. Целью работы был сравнительный анализ течения пленки в этих двух случаях и определении, имеются ли между ними заметные отличия; - на основе выведенного эволюционного уравнения проведены расчеты поверхностных деформаций и скорость утончения пленок для подложек со структурами обеих сортов; - установлено, что на подложках с зубчатыми профилями структур поверхностные деформации более выражены и утончение пленок идет быстрее. Можно заключить, что теплообмен в случае подложки с зубчатым профилем имеет заметные отличия от теплообмена при синусоидальных структурах; - результаты могут применяться при проектировании систем охлаждения электронного оборудования. The evolution of a liquid film on a cooled horizontal structured substrate has been calculated. Cases are considered when the structures have sinusoidal and jagged profiles.Oone of the ways to increase the heat transfer coefficient between the liquid film and the cooled substrate is the use of substrates, on the surface of which there is a periodic structure, usually in the form of grooves with a sinusoidal cross section, and the dimensions of these grooves are comparable to the film thickness. But the structures on the surface of the substrate can also have a section in the form of a periodic broken line. The purpose of this work was to compare the film flow in these two cases and determine whether there are noticeable differences between them. Jn the basis of the derived evolution equation, calculations of surface deformations and the rate of thinning of films for substrates with structures of both types were carried out. It has been established that on substrates with jagged profiles of structures, surface deformations are more pronounced and thinning of films proceeds faster. It can be concluded that heat transfer in the case of a substrate with a toothed profile has noticeable differences from heat transfer in sinusoidal structures. The results can be used in the design of cooling systems for electronic equipment.