一种自激励式相变热控散热系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种自激励式相变热控散热系统，包括取热蒸发模块和冷凝散热模块，二者之间形成用于灌充填充工质的封闭空腔，所述取热蒸发模块位于封闭空腔的一端部，并由取热底板和蒸发端面微结构组成，该蒸发端面微结构设在取热底板的内端面，且包括毛细微直槽和蓄液供液槽环；所述冷凝散热模块包括冷凝侧部与冷凝顶板，所述冷凝侧部位于封闭空腔的侧边，所述冷凝顶板位于封闭空腔的另一端部，且所述冷凝侧部与冷凝顶板的内端面为带有膜液区和滴液区的组合表面。本实用新型专利技术通过引入微细尺度下具备高强度相变取热的毛细微直槽，提升临界热流密度和换热系数而强化了热端的换热能力，同时在冷凝端构建滴状冷凝，能及时有效脱落并更新液滴，从而强化并提升冷凝换热效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种自激励式相变热控散热系统。
技术介绍
对于每平方厘米数十瓦甚至百瓦级以上高热流密度下的热管理，传统的风冷技术需搭配大面积的散热翅片，散热模块庞大笨重;液冷技术虽然一定程度上可以满足要求，但必须用到抽运栗等有源技术，且对管路搭建设置等有着特定的要求。因此，必须寻求适宜尺寸的高效传热技术。相变热控技术是一类高效的传热技术，利用的是相变原理，通过热端吸热驱使热端侧工质蒸发，产生液汽相变吸取热端热量，进而通过蒸汽压差驱使其运动，到达散热冷凝端后，发生汽液相变进而释放热量。这类技术的关键在于蒸发热端的换热能力、冷凝端的换热能力及填充工质于冷热端之间的有效循环。但目前蒸发热端的换热能力、冷凝端的换热能力及冷凝液回流方式还有待改善。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题，在于提供一种自激励式相变热控散热系统，通过弓丨入微细尺度下具备高强度相变取热的毛细微直槽，实现微尺度(一般指小于Imm以下)下的相变传热，微尺度结构通过形成耦合有核态沸腾和蒸发的相变热控体系，同时提升临界热流密度和换热系数，进而强化了热端的换热能力，同时在冷凝端构建滴状冷凝，能及时有效脱落并更新液滴，从而强化并提升冷凝换热效果。本技术是这样实现的:一种自激励式相变热控散热系统，包括取热蒸发模块和冷凝散热模块，所述取热蒸发模块与冷凝散热模块之间形成用于灌充填充工质的封闭空腔，其特征在于:所述取热蒸发模块位于封闭空腔的一端部，并由取热底板和蒸发端面微结构组成，该蒸发端面微结构设在取热底板的内端面，且包括毛细微直槽和蓄液供液槽环;所述冷凝散热模块包括冷凝侧部与冷凝顶板，所述冷凝侧部位于封闭空腔的侧边，所述冷凝顶板位于封闭空腔的另一端部，且所述冷凝侧部与冷凝顶板的内端面为带有膜液区和滴液区的组合表面。其中，所述毛细微直槽数量为多个，并平行均匀分布;所述毛细微直槽的表面为糙化表面。所述毛细微直槽从两端槽口到槽中段为渐宽模式;所述毛细微直槽的槽口宽度为槽中间宽度的50%_90%。毛细微直槽剖截面为四边形或三边形。其中，所述蓄液供液槽环为环形结构，设在毛细微直槽的周围；所述蓄液供液槽环的环径不小于Imm。其中，所述膜液区和滴液区间隔交替排列；所述膜液区的宽度不大于2mm，面积占比5-50%。所述冷凝顶板内端面沿径向倾斜，水平倾斜角为5?20°。所述冷凝侧部与冷凝顶板外侧带有一体化的散热翅片。其中，所述组合表面为下述任一种:第I种:组合表面中滴液区为疏水区，膜液区为亲水区；第2种:组合表面中滴液区为亲水区，膜液区为超亲水区；第3种:组合表面中滴液区为超疏水区，膜液区为亲水区；第4种:组合表面中滴液区为超疏水区，膜液区为超亲水区。本技术具有如下优点:1、取热蒸发模块引入毛细微直槽，实现微尺度下的相变传热，微尺度结构通过形成耦合有核态沸腾和蒸发的相变热控体系，同时提升临界热流密度和换热系数，进而强化了热端的换热能力。糙化毛细微直槽，进一步提升沸腾换热系数，降低热端的过热度。引入蓄液供液槽环，实现冷凝回流液滴的蓄积，并对毛细微直槽形成持续供液能力，避免液膜干涸。2、冷凝散热模块通过调整设计冷凝表面汽液的冷凝模式，构建冷凝表面的滴状冷凝，可以强化冷凝换热系数，提升冷凝效率、改善冷凝效果。同时具备膜液区和滴液区的混杂表面或组合表面可以实现对冷凝液滴的液核量化生成与液滴的及时有效脱落更新，从而强化并提升冷凝换热效果。【附图说明】下面参照附图结合实施例对本技术作进一步的说明。图1为本技术自激励式相变热控散热系统的轴向剖面结构示意图。图2为本技术中取热蒸发模块的蒸发端微结构的结构示意图。图2a和图2b分别为本技术中毛细微直槽的一种断面结构示意图。图3为本技术中冷凝散热模块的冷凝顶板内端面的结构示意图。图4为本技术中冷凝散热模块的冷凝侧部内端面展开状态结构示意图。图5为本技术中冷凝散热模块一实施例的外部结构示意图。【具体实施方式】请参阅图1至图4，本技术的自激励式相变热控散热系统，包括取热蒸发模块I和冷凝散热模块2，所述取热蒸发模块I与冷凝散热模块2之间形成用于灌充填充工质的封闭空腔3，所述取热蒸发模块I位于封闭空腔3的一端部，并由取热底板11和蒸发端面微结构12组成，该蒸发端面微结构12设在取热底板11的内端面，且包括毛细微直槽121和蓄液供液槽环122。主要如图2所示，所述毛细微直槽121数量为多个，并平行均匀分布;所述毛细微直槽121的表面为糙化表面。两相邻毛细微直槽121通过槽道间壁123隔开;所述蓄液供液槽环122为环形结构，设在毛细微直槽121的周围;所述蓄液供液槽环122的环径D不小于1_。所述毛细微直槽121从两端槽口到槽中段为渐宽模式。所述毛细微直槽的两端槽口的宽度为槽中间宽度的50%-90%。如图2a和图2b所示，毛细微直槽121剖截面为四边形或三边形。所述冷凝散热模块2包括冷凝侧部21与冷凝顶板22，所述冷凝侧部21位于封闭空腔3的侧边，所述冷凝顶板22位于封闭空腔3的另一端部，且所述冷凝侧部21与冷凝顶板22的内端面为带有膜液区A和滴液区B的组合表面C。其中，所述膜液区A和滴液区B间隔交替排列。所述膜液区A的宽度不大于2mm，面积占比5-50%，即膜液区A的面积为膜液区A和滴液区B总面积的5-50%。所述冷凝顶板22内端面沿径向倾斜，水平倾斜角Θ为5?20°。所述组合表面为下述任一种:第I种:组合表面C中滴液区A为疏水区，膜液区B为亲水区；第2种:组合表面C中滴液区A为亲水区，膜液区B为超亲水区；第3种:组合表面C中滴液区A为超疏水区，膜液区B为亲水区；第4种:组合表面C中滴液区A为超疏水区，膜液区B为超亲水区。如图5所示，所述冷凝侧部21与冷凝顶板22外侧带有一体化的散热翅片23。取热蒸发模块-原理及效果:通过物理尺度上的微细化(一般指小于Imm以下)，微细尺度下的传热具备了“反常”的超强传热特性，可以很好地满足高密度热流下的热管理需求。微槽式结构的微尺度于高密度热流下突出的传热特性源于蒸发端内所形成的工质弯月面中薄液膜区的蒸发与本征厚膜区的核态沸腾共同作用所致，并非单纯是薄液膜区中的纯蒸发模式。在相变热控体系中，强化蒸发端的核态沸腾可以大幅提升蒸发热端的取热换热能力。因此:1.在取热蒸发模块引入微细尺度下具备高强度相变取热的毛细微直槽，可以实现微尺度下的相变传热，微尺度结构通过形成耦合有核态沸腾当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自激励式相变热控散热系统，包括取热蒸发模块和冷凝散热模块，所述取热蒸发模块与冷凝散热模块之间形成用于灌充填充工质的封闭空腔，其特征在于：所述取热蒸发模块位于封闭空腔的一端部，并由取热底板和蒸发端面微结构组成，该蒸发端面微结构设在取热底板的内端面，且包括毛细微直槽和蓄液供液槽环；所述冷凝散热模块包括冷凝侧部与冷凝顶板，所述冷凝侧部位于封闭空腔的侧边，所述冷凝顶板位于封闭空腔的另一端部，且所述冷凝侧部与冷凝顶板的内端面为带有膜液区和滴液区的组合表面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明秦，叶尚辉，
申请(专利权)人：福建中科芯源光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35