微尺度換熱器的研究

對多孔結(jié)構(gòu)強化換熱、多孔結(jié)構(gòu)中對流換熱機理、多孔結(jié)構(gòu)微尺度換熱器及微槽道微尺度換熱器進行了深入的實驗研究、數(shù)值模擬、理論分析和優(yōu)化設(shè)計。取得了創(chuàng)新性成果。提出了修正的熱彌散導(dǎo)熱系數(shù)計算模型。改進了多孔結(jié)構(gòu)局部非熱平衡模型。數(shù)值模擬結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)很好地吻合。多孔結(jié)構(gòu)使對流換熱系數(shù)提高10倍左右。提出了判斷顆粒直徑對多孔結(jié)構(gòu)中對流換熱影響的判據(jù)。多孔式微型換熱器的傳熱性能優(yōu)于微槽式微型換熱器，扁槽結(jié)構(gòu)優(yōu)于深槽結(jié)構(gòu)；多孔式微型換熱器中的壓降最大深槽結(jié)構(gòu)微型換熱器中的壓降最??；深槽結(jié)構(gòu)微型換熱器的傳熱和流動阻力的綜合性能最好所得到的最大單位體積傳熱系數(shù)為86.3MW/（m（3）K）。獲得一項實用新型專利，發(fā)表學(xué)術(shù)論文十余篇。

對于尺度的劃分，不同的研究機構(gòu)、不同研究領(lǐng)域的研究人員有不同的見解。材料學(xué)專家認為：10-12m～10-9m 之間的尺度屬于量子力學(xué)研究范疇；1 -9m～10-6m之間的尺度屬于納觀力學(xué)研究范疇；10-6m～10-3m之間的尺度屬于介觀力學(xué)研究范疇；1-3m～10-0m之間的尺度屬于微觀力學(xué)研究范疇；大于10-0m的尺度屬于宏觀力學(xué)研究范疇。而機械加工學(xué)科常常以10-6m(1μm)為加工誤差尺度，傳統(tǒng)切削加工的誤差尺度多以絲來衡量(1絲=10μm)，精密加工的誤差尺度可達到微米級。由此可見：材料學(xué)以研究對象的特征長度作為尺度劃分的依據(jù)，機械加工領(lǐng)域以研究對象的加工精度作為尺度的劃分依據(jù)，從而把機械加工劃分普通加工、精密加工和超精密加工等，并沒有涉及到工件加工特征尺度的大小。

(1)微切削應(yīng)用基礎(chǔ)研究：包括微型零件切削加工裝備關(guān)鍵技術(shù)的研究 ，主要研究高速主軸系統(tǒng)，精密工作臺的定位、運動及控制技術(shù) ，復(fù)合微切削加工設(shè)備與技術(shù)；微切削刀具材料和刀具制作技術(shù)的研究；微切削刀具、工件的快速裝夾、測試及微切削加工過程的監(jiān)控技術(shù) 。

(2)微切削機理的研究：主要研究熱 —力耦合應(yīng)力作用下的微切削不均勻變形場， 研究微尺度下工件材料的本構(gòu)方程 ， 分析微切削變形區(qū)的尺寸效應(yīng)、不均勻應(yīng)變 、位錯等對剪切變形應(yīng)力和剪切變形能的影響 ；研究最小切削厚度對切屑形態(tài)、已加工表面形成、切削力 、切削溫度等的影響及工件材料微觀組織結(jié)構(gòu)對表面粗糙度和次表面損傷的影響 ，建立微切削加工理論和技術(shù)體系；研究多尺度微細切削模擬仿真技術(shù)， 奠定微切削加工技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)。

(3)微切削工藝研究：包括各種新材料如鋼鐵、鈦合金 、不銹鋼、鋁合金、陶瓷和其它非金屬材料及各種復(fù)合材料的微切削加工工藝 ， 微切削 CAD CAM技術(shù) 。

(4)微切削加工技術(shù)的經(jīng)濟性和可靠性研究。