喷雾冷却表面强化换热导流器制造技术

本发明专利技术涉及散热器技术领域，尤其是一种喷雾冷却表面强化换热导流器，包括基座，基座上表面的中心部位设有散流凸台，散流凸台的高度由中心至外周逐渐变低；基座的上表面沿散流凸台的周向间隔分布有若干导流片，相邻两个导流片之间形成液膜流动区，本发明专利技术喷雾冷却表面强化换热导流器利用散流凸台可对喷射到其上的液体工质进行引流，而后流向四周的液膜流动区，促进了各液膜流动区内液体工质的流动，从而避免产生滞止区，防止局部换热失效，提高换热效率及换热的均匀性，同时通过一定高度的导流片的阻挡作用，撞击到基座上表面的高速工质液滴反弹后大部分将二次撞击到导流片的侧面，不仅减少了溅出的液滴，还增大了实际换热量。

【技术实现步骤摘要】
喷雾冷却表面强化换热导流器
本专利技术涉及散热器
，尤其是一种喷雾冷却表面强化换热导流器。
技术介绍
喷雾冷却传热具有传热温差小、工质用量少、无沸腾滞后性和热通量大等优点。目前已初步应用到相关行业领域，例如激光器运行产生大量热流可能导致的设备损毁问题、大功率电子芯片群运行时的高效稳定散热需求。对于喷雾冷却高效换热领域，换热表面的流动状况十分的复杂。高速雾化的喷雾工质在换热表面的流动行为显著影响换热效果，这对提升对流传热系数有很大的启发。喷雾工质在换热表面的流动区分为中心或局部的滞止区，以及四周的液膜扩散流动区。对于平滑表面，液膜的流动规律是难以预测的，而且很有可能在中心或局部位置产生滞止区。滞止区内液膜流动困难，液膜厚度增大，工质难以向四周扩散，造成此位置区域成为换热失效区。另外，对于较高压力的喷雾工况，大量的液滴撞击换热表面后将反弹飞溅到热源四周，这既浪费了工质，又会使得热源四周残余大量工质。这无疑对换热和流动是巨大的阻碍，因此必须采取方案解决这些问题。目前，部分研究人员通过采用表面强化结构如开槽、打孔等手段对传热进行强化，但其目的仅是增大换热面积，实际上仍可能产生新的滞止区如中心部位的槽、孔处。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：为了解决现有技术中喷雾冷却时换热面上的液膜的流动规律难以预测，容易在中心或局部位置产生滞止区，而滞止区内液膜流动困难，液膜厚度增大，工质难以向四周扩散，造成此位置区域换热失效的问题，现提供一种喷雾冷却表面强化换热导流器。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种喷雾冷却表面强化换热导流器，包括基座，所述基座上表面的中心部位设有散流凸台，所述散流凸台的高度由中心至外周逐渐变低；所述基座的上表面沿散流凸台的周向间隔分布有若干导流片，相邻两个导流片之间形成液膜流动区。本方案中利用散流凸台可对喷射到其上的液体工质进行引流，而后流向四周的液膜流动区，促进了各液膜流动区内液体工质的流动，从而避免产生滞止区，防止局部换热失效，提高换热效率及换热的均匀性，同时通过一定高度的导流片的阻挡作用，撞击到基座上表面的高速工质液滴反弹后大部分将二次撞击到导流片的侧面，不仅减少了溅出的液滴，还增大了实际换热量。进一步地，所述散流凸台的最大高度小于导流片的高度。进一步地，所述导流片的内端均与散流凸台的外周边缘接触；使散流凸台表面流向下的液体工质能够直接流入液膜流动区。进一步地，所述散流凸台的导流系数大于基座的导热系数；从而可降低因散流凸台的设置而对基座整体传热均匀性所带来的影响。进一步地，所述导流片沿散流凸台的圆周方向均匀分布。进一步地，所述导流片呈直板状。进一步地，所述基座的上表面沿散流凸台的周向间隔分布有若干二级导流片，相邻两个二级导流片之间形成二级液膜流动区，所述二级导流片均位于导流片的外侧，且二级导流片与导流片在散流凸台的周向上相互错开。进一步地，所述导流片及二级导流片均直板状。进一步地，所述二级导流片沿散流凸台的圆周方向均匀分布。进一步地，所述导流片呈弧形板状。本专利技术的有益效果是：本专利技术喷雾冷却表面强化换热导流器利用散流凸台可对喷射到其上的液体工质进行引流，而后流向四周的液膜流动区，促进了各液膜流动区内液体工质的流动，从而避免产生滞止区，防止局部换热失效，提高换热效率及换热的均匀性，同时通过一定高度的导流片的阻挡作用，撞击到基座上表面的高速工质液滴反弹后大部分将二次撞击到导流片的侧面，不仅减少了溅出的液滴，还增大了实际换热量。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术实施例1中喷雾冷却表面强化换热导流器的俯视示意图；图2是本专利技术实施例1中喷雾冷却表面强化换热导流器的剖视示意图；图3是本专利技术实施例1中喷嘴向基座喷雾时的示意图；图4是本专利技术实施例2中喷雾冷却表面强化换热导流器的俯视示意图；图5是本专利技术实施例2中喷雾冷却表面强化换热导流器的剖视示意图；图6是本专利技术实施例3中喷雾冷却表面强化换热导流器的俯视示意图。图中：1、基座，2、散流凸台，3、导流片，4、液膜流动区，5、二级导流片，6、二级液膜流动区，7、喷嘴，8、喷雾锥。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。实施例1如图1-3所示，一种喷雾冷却表面强化换热导流器，包括基座1，所述基座1上表面的中心部位设有散流凸台2，所述散流凸台2的高度由中心至外周逐渐变低；所述基座1的上表面沿散流凸台2的周向间隔分布有若干导流片3，相邻两个导流片3之间形成液膜流动区4。所述散流凸台2的最大高度小于导流片3的高度；从而使碰撞到散流凸台2上的液体介质在重力作用下向四周流动。所述导流片3的内端均与散流凸台2的外周边缘接触；使散流凸台2表面流向下的液体工质能够直接流入液膜流动区4，本实施例中散流凸台2均可为回转体，回转体的母线为斜线、内凹的圆弧线或外凸的圆弧线等，回转体具体可表现为圆锥状或球缺状等。所述散流凸台2的导流系数大于基座1的导热系数；从而可降低因散流凸台2的设置而对基座1整体传热均匀性所带来的影响；例如，散流凸台2的材质为银或纯铜，具体地，利用银或纯铜等导热系数极大的材料融化后与基座1的材料融合形成散流凸台2；基座1及导流片3的材质均为铜合金，材质采用铜合金的基座1及导流片3以便拥有一定的强度。所述导流片3沿散流凸台2的圆周方向均匀分布。本实施例中的基座1具体可贴装在待散热的热源上，对热源进行散热降温，基座1的外侧具有集液装置，用以收集基座1上流下的液体工质，如，集液装置上具有集液槽，基座1上流下的液体工质直接流入集液槽。所述导流片3呈直板状；以此在基座1的表面形成直流散流型结构；本实施例的工作原理如下：喷雾工质的总体流动规律：喷嘴7喷出的喷雾锥8覆盖到整个散流凸台2和液膜流动区4，中间部位的液体工质受散流凸台2的引流流向四周的液膜流动区4，最终离开基座1的上表面；其中，采用直板状的导流片3，可使液膜流动区4的宽度沿散流凸台2的径向向外逐渐变大，液体工质的流速随着液膜流动区4宽度的扩大而呈逐渐较小，这正与液体工质密度从散流凸台2径向向外逐渐较小的规律相适应，可提升换热的均匀性。实施例2实施例2与实施例1的区别在于：所述基座1的上表面沿散流凸台2的周向间隔分布有若干二级导流片5，相邻两个二级导流片5之间形成二级液膜流动区6，所述二级导流片5均位于导流片3的外侧，且二级导流片5与导流片3在散流凸台2的周向上相互错开；以此在基座1的表面形成扰流散本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种喷雾冷却表面强化换热导流器，其特征在于：包括基座(1)，所述基座(1)上表面的中心部位设有散流凸台(2)，所述散流凸台(2)的高度由中心至外周逐渐变低；/n所述基座(1)的上表面沿散流凸台(2)的周向间隔分布有若干导流片(3)，相邻两个导流片(3)之间形成液膜流动区(4)。/n

【技术特征摘要】
1.一种喷雾冷却表面强化换热导流器，其特征在于：包括基座(1)，所述基座(1)上表面的中心部位设有散流凸台(2)，所述散流凸台(2)的高度由中心至外周逐渐变低；
所述基座(1)的上表面沿散流凸台(2)的周向间隔分布有若干导流片(3)，相邻两个导流片(3)之间形成液膜流动区(4)。


2.根据权利要求1所述的喷雾冷却表面强化换热导流器，其特征在于：所述散流凸台(2)的最大高度小于导流片(3)的高度。


3.根据权利要求1所述的喷雾冷却表面强化换热导流器，其特征在于：所述导流片(3)的内端均与散流凸台(2)的外周边缘接触。


4.根据权利要求1所述的喷雾冷却表面强化换热导流器，其特征在于：所述散流凸台(2)的导流系数大于基座(1)的导热系数。


5.根据权利要求1所述的喷雾冷却表面强化换热导流器，其特征在于：所述导流片(3)沿散流凸台(2)的圆周方向均匀分布。

【专利技术属性】
技术研发人员：周年勇，冯浩，郭艺星，刘文博，范婕，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32