一种配备合成射流激励器的微肋阵散热装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种配备合成射流激励器的微肋阵散热装置及方法，该装置通过在微肋阵热沉顶部安装合成射流激励器并在微肋阵热沉顶部盖板上布置微孔，使得合成射流激励器在工作时，能够通过微孔周期性地吸入、喷出流体，形成合成射流。合成射流激励器产生的合成射流能够改善微肋阵内的流动环境，最终实现强化微肋阵热沉散热性能的效果。这种热沉结构的优点在于结构紧凑，强化散热效果好，对微肋阵热沉前后的压力降影响较小，并且可通过调节合成射流激励器的输入参数，实时调控热沉散热强度，为现代化高性能电子器件的散热问题以及温度控制提供一条新的路径。

【技术实现步骤摘要】
一种配备合成射流激励器的微肋阵散热装置及方法
本专利技术属于高热流密度的散热领域，具体涉及一种配备合成射流激励器的微肋阵散热装置及方法。
技术介绍
在电子产品小型化、高性能化的发展趋势下，电子产品的热流密度呈现出迅速增长的趋势，这对电子产品的热设计提出了极高的要求，一些传统的被动式散热技术，已经无法满足极高热流密度情形下的散热需要，而新一代配备现代高效驱动、扰动技术的主动式强化散热技术，由于其具有极好的散热性能，并且具备可控性强等显著优点，已成为电子散热
的研究重点。但目前现有的散热装置一般结构比较复杂，散热效果也不尽如人意。
技术实现思路
为了解决现代高性能电子产品的高热流密度问题，弥补传统被动式散热技术的不足，本专利技术提供了一种配备合成射流激励器的微肋阵散热装置及方法。一种配备合成射流激励器的微肋阵散热装置，包括热沉基板、微肋阵结构、顶部盖板、合成射流激励器；所述的热沉基板与电子器件的发热部分直接或者间接相连；所述的微肋阵结构位于热沉基板上方；所述的顶部盖板位于微肋阵结构上方，顶部盖板与热沉基板之间通有流体；所述的合成射流激励器为底部敞口结构，位于顶部盖板上方与顶部盖板装配形成合成射流腔体，所述的顶部盖板上开设有微孔阵列。上述技术方案中，所述的微肋阵结构的排列方式可以采用顺排、叉排、组合排列或无序排列，微肋阵结构中各肋片的横截面形状可以为矩形、圆形、三角形、或菱形等，横截面尺寸随肋片高度发生变化。所述的微孔阵列的排列方式通常与微肋阵结构一致，各微孔的横截面形状为矩形、圆形、三角形、或菱形等，微孔的大小随孔深发生变化，形成锥形孔。所述的合成射流腔体可以为长方体、圆柱体、或其他任意形状。所述的合成射流激励器的驱动方式可以是火花、压电、等离子体驱动等。应用上述的装置进行散热的方法，如下：将热沉基板与电子器件的发热部分直接或间接相连，在顶部盖板与热沉基板之间通入流体，热沉基板通过热传导接收来自电子器件发热部分的热量，并传递至微肋阵结构；微肋阵结构通过对流换热效应将热量传递给上游来流，启动合成射流激励器进入主动模式；在主动模式下，无需改变来流条件，通过调节合成射流激励器的输入参数，可实时对微肋阵热沉的散热性能进行调控，具体为调节合成射流激励器的输入参数使得合成射流腔体内的压力呈现周期性升降，这种压力变化使得合成射流激励器周期性地通过顶部盖板上的微孔阵列吸入、喷出流体，形成合成射流；合成射流与来自上游的流体之间产生相互作用，改善流动结构并提高微肋阵结构表面与热沉基板上表面的对流换热效果，从而实现散热性能的强化。本专利技术的有益效果在于：第一，采用合成射流激励器作为扰动装置，结构紧凑，扰流效果好；第二，无需改变来流条件，仅需通过调节合成射流激励器的工作参数即可实时对热沉结构的散热性能进行调节，凸显了配备合成射流激励器的热沉结构可控性强的特点；第三，采用微肋阵结构作为基础热沉结构，散热效果好，易于加工。附图说明图1是配备合成射流激励器的微肋阵散热装置的结构示意图；图2是合成射流激励器结构三视图；图3是微肋阵热沉结构示意图；图4是微肋阵热沉顶部盖板结构示意图；图5是合成射流激励器腔体结构说明图；附图标记说明：1.热沉基板；2.微肋阵结构；3.顶部盖板；4.合成射流激励器；5.微孔阵列；6.合成射流腔体。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。如图1所示，一种配备合成射流激励器的微肋阵散热装置，它包括热沉基板1、微肋阵结构2、顶部盖板3、合成射流激励器4；热沉基板1直接或间接与热源相连；微肋阵结构2位于热沉基板1上方；顶部盖板3位于微肋阵结构2上方；合成射流激励器4底部为敞口结构，位于顶部盖板3上方与顶部盖板3装配形成合成射流腔体6。如图3所示，所述的热沉基板1与电子器件的发热部分直接或通过热管等装置间接相连，从而通过热传导接收来自电子器件发热部分的热量，并传递至微肋阵结构2。如图3所示，所述的微肋阵结构2可设计为顺排、叉排、组合排列、无序排列等多种排列方式，微肋阵结构中各肋片的横截面形状可设计为矩形、圆形、三角形、菱形等多种形状，肋片的横截面尺寸可随肋片高度发生变化；在顶部盖板与热沉基板之间通有流体，微肋阵接收来自于热沉基板1的热量，并通过对流换热效应将热量传递给来自于上游的低温流体。如图4所示，所述的顶部盖板3，其表面布置有微孔阵列5，微孔阵列可设计为顺排、叉排、组合排列、无序排列等多种排列方式，微孔的横截面形状可设计为矩形、圆形、三角形、菱形等多种形状，微孔的大小可随孔深发生变化，形成锥形孔。如图2、5所示，所述的合成射流激励器4，其敞口部分与顶部盖板3装配之后形成合成射流腔体6；合成射流激励器4的合成射流腔体6可设计为长方体、圆柱体、异形体等多种形状；合成射流激励器4可使用电火花、压电、等离子体等多种方式进行驱动，只要能调节合成射流腔体内压力即可。上述配备合成射流激励器的微肋阵散热装置的工作方法为：热沉基板1与电子器件的发热部分直接或通过热管等装置间接相连，从而通过热传导接收来自电子器件发热部分的热量，并传递至微肋阵结构2；微肋阵结构2接收来自于热沉基板1的热量，并通过对流换热效应将热量传递给来自于上游的低温流体；启动合成射流激励器进入主动模式；在主动模式下，无需改变来流条件，仅通过调节合成射流激励器的输入参数，即可实时对微肋阵热沉的散热性能进行调控，具体为合成射流激励器腔体6内的压力会随着激励器输入参数的变化相应地变化，这种压力变化使得合成射流激励器4能够周期性地通过顶部盖板3上的微孔吸入、喷出流体，形成合成射流；合成射流与来自上游的流体之间产生相互作用，改善了微肋阵热沉内部的流动结构，提高了微肋阵表面与热沉基板上表面的对流换热效果，从而实现散热性能的强化。采用本专利技术的装置与传统的微肋阵散热装置相比，在微孔峰值速度为3m/s的条件下，全局平均对流换热系数可提高80％以上，而压降增长量仅为30％。通过仿真分析可知，在合成射流激励器的影响下，一方面，微肋阵散热装置内部前排微肋片与后排微肋片之间流动滞止区域内的整体动量水平有了明显的提高；另一方面，合成射流对微肋片下游表面的流动分离现象具有明显的抑制作用，在这两种作用的综合影响下，流动滞止区与主流区之间的动量交换更为频繁，对流换热更为充分，并且由于合成射流微孔位置布置在流动滞止区域内，合成射流对主流的影响有限，从而使得整体压降损失的增长量较小。此外，与传统的连续式或者间歇式射流强化技术相比，合成射流具有结构紧凑、调控方便、维护简单等诸多优势，这使得合成射流在微结构散热领域具有十分突出的优越性与广阔的应用前景。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配备合成射流激励器的微肋阵散热装置，其特征在于：它包括热沉基板、微肋阵结构、顶部盖板、合成射流激励器；所述的热沉基板与电子器件的发热部分直接或者间接相连；所述的微肋阵结构位于热沉基板上方；所述的顶部盖板位于微肋阵结构上方，顶部盖板与热沉基板之间通有流体；所述的合成射流激励器为底部敞口结构，位于顶部盖板上方与顶部盖板装配形成合成射流腔体，所述的顶部盖板上开设有微孔阵列。

【技术特征摘要】
1.一种配备合成射流激励器的微肋阵散热装置，其特征在于：它包括热沉基板、微肋阵结构、顶部盖板、合成射流激励器；所述的热沉基板与电子器件的发热部分直接或者间接相连；所述的微肋阵结构位于热沉基板上方；所述的顶部盖板位于微肋阵结构上方，顶部盖板与热沉基板之间通有流体；所述的合成射流激励器为底部敞口结构，位于顶部盖板上方与顶部盖板装配形成合成射流腔体，所述的顶部盖板上开设有微孔阵列。2.根据权利要求1所述的一种配备合成射流激励器的微肋阵散热装置，其特征在于，所述的微肋阵结构的排列方式采用顺排、叉排、组合排列或无序排列，微肋阵结构中各肋片的横截面形状为矩形、圆形、三角形、或菱形，横截面尺寸随肋片高度发生变化。3.根据权利要求1所述的一种配备合成射流激励器的微肋阵散热装置，其特征在于，所述的微孔阵列的排列方式与微肋阵结构一致，各微孔的横截面形状为矩形、圆形、三角形、或菱形，微孔的大小随孔深发生变化，形成锥形孔。4.根据权利要求1所述的一种配备合成射流激励器的微肋阵散热装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴昌聚，邱云龙，李昊歌，陈伟芳，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33