Critical heat flux in subcooled flow boiling of fluorocarbon liquid on a simulated electronic chip in a vertical rectangular channel

Experiments are performed to correlate and model CHF during subcooled flow boiling of dielectric fluorocarbon (FC-72) liquid on a smooth 12.7 × 12.7 mm 2 simulated electronic chip inside a vertical rectangular channel. Two distinct CHF regimes are established based on flow visualization and experimental data. At low flow velocities, CHF is accompanied by the formation of a continuous vapor blanket and the dryout of a liquid sublayer between the blanket and the chip. Higher velocities reduce the thickness of the vapor blanket and maintain partial contact of subcooled liquid from the core with the chip, leading to the formation of discrete vapor blankets much smaller than the boiling surface of the chip. Experimental data obtained in the lower velocity regime display excellent agreement with predictions of a new CHF model which accounts for the effects of the liquid velocity profile, liquid subcooling and flow geometry. Des expériences sont faites sur le CHF pendant l'écoulement, avec ébullition sous-refroidie, d'un fluorocarbure diélectrique (FC-72) liquide sur une simulation de chip électronique lisse 12,7 × 12,7 mm 2, dans un canal rectangulaire et vertical. Aux faibles vitesses d'écoulement, le CHF est accompagné de la formation d'une nappe continue de vapeur et de l'assèchement d'une sous-couche liquide entre la nappe et la chip. De grandes vitesses réduisent l'épaisseur de la nappe de vapeur et maintiennent un contact partiel de liquide sous-refroidi du coeur de l'écoulement avec la chip. Des données expérimentales obtenues dans le régime de basse vitesse sont en bon accord avec les prédictions d'un nouveau modèle de CHF qui tient compte des effets du profils de vitesse du liquide, du sous-refroidissement du liquide et de la géométrie d'écoulement. Es wurden Versuche durchgeführt zur Korrelation und Modellierung der kritischen Wärmestromdichte (CHF) an einem simulierten, ebenen, 12,7 × 12,7 mm 2 groβen, elektronischen Chip bei unterkühltem Strömungssieden von dielektrischem Fluorkohlenstoff (FC-72) in einem vertikalen Rechteckkanal. Zwei ausgeprägte CHF-Bereiche wurden anhand der experimentellen Daten und der Strömungsbeobachtungen festgestellt. Bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten bildet sich bei der CHF ein geschlossener Dampffilm, und die Flüssigkeitsunterschicht zwischen dem Dampffilm und dem Chip trocknet aus. Höhere Strömungsgeschwindigkeiten verringern die Dampffilmdicke und führen zu stellen-weisem Kontakt der unterkühlten Flüssigkeit aus d