Basierend auf der Anwendung von mikrokanalgedruckten Leiterplatten-Wärmeübertragern in den Bereichen Thermoelektrik, Luft- und Raumfahrt sowie der Theorie der Grenzschichterneuerung wurde ein hocheffizienter, widerstandsarmer und leicht zu bearbeitender quergerillter Kanal vorgeschlagen, um den Wärmeübergang im Kanal zu verstärken. Mithilfe numerischer Simulationen wurden die Strömungs- und Wärmeübergangseigenschaften gerader und gekerbt quer verlaufender Kanäle untersucht und der Mechanismus zur Wärmeübergangsverstärkung und Strömungswiderstandsreduzierung erforscht. Die Ergebnisse zeigen: Der Eintrittseffekt kann den Wärmeübergang bei geringem Anstieg des Strömungswiderstands erheblich verstärken; quergerillte Kanäle können im gerillten Bereich durch Strömungstrennung mehrfach Eintrittseffekte erzeugen und so eine periodische Wiederentwicklung der Grenzschicht bewirken, was den lokalen konvektiven Wärmeübergang stark verbessert; im gerillten Bereich ist der Geschwindigkeitsgradient gering, was den lokalen Widerstand effektiv reduziert. Der vorgeschlagene quergerillte Kanal kann die Wärmeübertragungsfähigkeit um 2,24% bis 2,59% steigern, den Widerstand um 6,66% bis 7,91% reduzieren und die kombinierte Wärmeübertragungsleistung um 9,87% bis 11,02% verbessern.

Leiterplattenwärmeübertrager; Eintrittseffekt; quergerillter Kanal; Strömungs- und Wärmeübertragungseigenschaften; hocheffiziente widerstandsarme Verstärkung