目前,微、纳米技术的飞速发展促使半导体芯片朝着大功率、微型化、高密度集成方向发展,由此带来的最大问题是器件表面需要耗散的热流密度不断攀升。有效地带走工作产热、降低热点、均匀表面温度场是保证器件稳定工作、提高使用寿命的关键。传统冷却器的设计与制作技术已显地无能为力,需要不断探索更高效的冷却方式。液体阵列微射流冲击换热中,驻点区的速度和温度边界层很薄,且射流之间相互卷吸、会聚,增加了壁面射流的紊流度,因而表面传热系数非常高。如果对换热表面进一步肋化处理,将极大地增加单位体积的有效换热面积,强化换热,必将是未来高热流耗散技术领域的发展主流。 本文首先对阵列微射流冲击圆形肋化表面的传热特性进行了实验研究,讨论了孔径d、无量纲孔间距S/d、无量纲射流距离H/d、射流Re数、肋结构等参数的影响规律。研究发现提高RP数或降低S/d均能够强化换热,且给定Re数时,浸没射流的性能优于自由射流；H/d对浸没和自由射流换热都具有很重要的影响；浸没和自由射流的强化因子ε均随Qv单调上升,但变化渐趋于平缓；浸没射流的ε随H/d增大而不断上升；而自由射流的ε受H/d影响很小；提高射流Re数能够降低对流热阻,但不能无限制地降低。在给定Re数下,肋化表面的对流热阻明显低于光滑表面的。 基于上述理论,针对条形激光器的冷却问题,根据数值模拟的优化结果,设计并加工了两种阵列微射流冷却热沉,采用去离子水作为冷却介质,对热沉的压降、传热特性进行实验研究。研究表明：相比单列微射流热沉,双列热沉所需的泵功更大,但因其提高了射流速度、增多了驻点数目从而强化了整体换热,且更有利于降低换热表面温差；热沉的总热阻随泵功的增加而减小,但是当泵功增加到一定时候,总热阻的变化趋于平缓。给定泵功,双列热沉的热阻更小。 通过实验研究得出结论：换热表面肋化对提高热耗散率具有很大潜力。本实验设计的两种结构的阵列微射流冷却热沉可以满足目前半导体激光条的散热要求,具有一定的实际应用价值。