Estudio experimental de la refrigeración de componentes electrónicos mediante spray cooling usando r134a

Resumo

La presente tesis se centra en el estudio experimental de la refrigeración mediante spray cooling aplicada a componentes electrónicos de alta potencia usando como fluido el refrigerante R134a. Para una completa caracterización de la refrigeración, se ha desarrollado una técnica para medir el espesor de la película formada por el spray sobre la superficie a refrigerar. Dicha técnica puede ser utilizada con generación de calor, a diferencia de otras técnicas presentes en la bibliografía. La técnica de obtención del espesor de la película se ha basado en su medición directa utilizando fotografías tomadas a alta velocidad con una lente microscópica. Dentro de los experimentos realizados se ha llevado a cabo una caracterización del spray generado por las distintas boquillas empleadas. Para ello se ha utilizado un sistema de medición GSV capaz de medir el diámetro y la velocidad de las gotas. Además se ha empleado una cámara de alta velocidad para la medición del ángulo del cono del spray. La caracterización del spray se ha realizado con tres líquidos distintos: agua, FC-72 y R134a, de los cuales los dos últimos poseen buenas propiedades dieléctricas para ser utilizados en este tipo de aplicaciones. Se ha analizado y discutido la influencia en el comportamiento térmico y en el espesor de la película de la variación de distintos parámetros: el líquido atomizado, la rugosidad de la superficie a refrigerar, los parámetros que caracterizan al spray y el nivel de subenfriado. Se ha encontrado una correlación entre las variaciones del comportamiento térmico y las del espesor de la película a lo largo de la curva de ebullición del spray cooling que ha servido para identificar los distintos regímenes de transferencia de calor que tienen lugar durante esta técnica de refrigeración.