含有翼型分流肋的双效强化换热微通道热沉制造技术

公开了一种含有翼型分流肋的换热微通道热沉，其包括多个换热微通道，换热微通道具有用于传热的底表面以及相对于底表面的顶表面，多个分流模块位于进口段和出口段之间，分流模块设于换热微通道中以将其分为上流道和下流道，翼型分流肋几何形状为具有第一圆弧表面的扇形体和具有第一斜表面的三棱柱的组合结构，顶面由第一圆弧表面及自第一圆弧表面延伸的第一斜表面构成，凹槽自顶表面向远离底表面方向凹进，凹槽具有第二圆弧表面及自第二圆弧表面延伸的第二斜表面，凹槽与顶面之间构成上流道；多个合流段在流动方向上设于翼型分流肋之后，其位于下一个翼型分流肋之前。其位于下一个翼型分流肋之前。其位于下一个翼型分流肋之前。

【技术实现步骤摘要】
含有翼型分流肋的双效强化换热微通道热沉


[0001]本专利技术属于微通道散热
，特别是一种含有翼型分流肋的换热微通道热沉。

技术介绍

[0002]高热流密度电子器件的散热问题制约5G等技术的发展，若不及时有效降低芯片表面温度，将导致器件性能迅速衰退。微通道热沉具有体积小、重量轻、比表面积大、单位面积换热强度高的优点，可以用于加快芯片散热，然而现有微通道热沉仍无法满足极端热流密度下的散热需求。
[0003]在光滑微通道中引入不同流道结构可以产生更好的流动效果，而设计肋片可增大换热面积并降低换热热阻，增强换热性能。特别的，如图1所示的一种无动力相变散热装置，其内设置有并排布置的单向导通管路，每组管路包括首尾对接的特斯拉阀，冷却工质在通过特斯拉阀时吸收大量热量并带出。但是，该技术存在两点不合理之处：首先，特斯拉阀的布置有待改进，在相同热流面面积下，纵向布置的特斯拉阀型肋数量和通道数量都较少，所形成的换热面积很小。其次，现有的特斯拉阀主要作用是单向流动，强化换热效果不好。
[0004]在
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提出一种含有翼型分流肋的换热微通道热沉，利用上流道流体分流后的泵压和重力两种动力冲击下流道流体，促进上流道流体与下流道流体混合，加快底部流体排出，增强合流段的换热效果；分段布置翼型分流肋，实现对全段的全覆盖强化换热。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案予以实现，一种含有翼型分流肋的换热微通道热沉包括多个换热微通道所述换热微通道含有多个翼型分流肋；
[0007]每个换热微通道具有用于传热的底表面以及相对于所述底表面的顶表面，所述换热微通道自所述底表面垂直延伸到所述顶表面的通道截面积为微米级；
[0008]每个换热微通道包括：
[0009]进口段，其位于换热微通道的前端以导入流体；
[0010]出口段，其位于换热微通道的末端以导出流体；
[0011]分流模块，其位于所述进口段和出口段之间，所述分流模块设于所述换热微通道中以将其分为上流道和下流道；
[0012]所述分流模块包括：
[0013]翼型分流肋，其几何形状为具有第一圆弧表面的扇形体和具有第一斜表面的三棱柱的组合结构，所述第一圆弧表面朝向所述进口段，所述第一斜表面朝向所述出口段，所述组合结构具有水平底面和顶面，所述水平底面在垂直方向上高于所述底表面且两者之间的
间隔构成下流道，所述顶面由所述第一圆弧表面及自所述第一圆弧表面延伸的第一斜表面构成；
[0014]凹槽，其自所述顶表面向远离底表面方向凹进，所述凹槽具有第二圆弧表面及自所述第二圆弧表面延伸的第二斜表面，所述第二圆弧表面与所述第一圆弧表面间隔第一预定距离且所述第二圆弧表面与所述第一圆弧表面共圆心，所述第二斜表面平行于所述第一斜表面且所述第二斜表面间隔所述第一斜表面第二预定距离，所述凹槽与所述顶面之间构成上流道；
[0015]合流段，其在流动方向上设于所述翼型分流肋之后，其位于下一个翼型分流肋之前。
[0016]所述的含有翼型分流肋的换热微通道热沉中，翼型分流肋的扇形体的来流攻角为30
°‑
90
°
，三棱柱的出口角度为30
°‑
45
°
。
[0017]所述的含有翼型分流肋的换热微通道热沉中，翼型分流肋的扇形体的来流攻角为90
°
，三棱柱的出口角度为35
°
。
[0018]所述的含有翼型分流肋的换热微通道热沉中，多个所述翼型分流肋均匀间隔分布于每个换热微通道中。
[0019]所述的含有翼型分流肋的换热微通道热沉中，多个所述翼型分流肋以300微米的固定间距设置于每个换热微通道中。
[0020]所述的含有翼型分流肋的换热微通道热沉中，所述上流道的高度和下流道的高度分别占合流段流道高度的50％。
[0021]所述的含有翼型分流肋的换热微通道热沉中，所述第一预定距离等于第二预定距离。
[0022]所述的含有翼型分流肋的换热微通道热沉中，所述第一预定距离等于下流道的高度。
[0023]所述的含有翼型分流肋的换热微通道热沉中，每个换热微通道热沉包括多个阵列分布的含有翼型分流肋的换热微通道。
[0024]所述的含有翼型分流肋的换热微通道热沉中，第一圆弧表面和第一斜表面之间平滑过渡，第二圆弧表面和第二斜表面之间平滑过渡。
[0025]和现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术利用上流道流体分流后的泵压和重力两种动力冲击下流道流体，促进上流道流体与下流道流体混合，加快底部流体排出，实现双效强化合流段的换热效果；此外，通过分段布置翼型分流肋，增大分流模块的换热面积，从而实现对全段的全覆盖强化换热；采用的翼型分流肋布置在合流段高度的50％处，将流道分为上流道和下流道，可实现更好的流量分配和引流；翼型分流肋将扇形体端布置于来流方向，可以缓和来流方向的冲击，有效降低流动阻力。
附图说明
[0026]通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本专利技术各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得
其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。
[0027]在附图中：
[0028]图1是现有的一种微通道热沉的结构示意图；
[0029]图2是一种含有翼型分流肋的双效强化换热微通道热沉的结构示意图；
[0030]图3是一种含有翼型分流肋的双效强化换热微通道热沉中分流模块的原理图；
[0031]图4是翼型分流肋的结构示意图；
[0032]图5是分流模块上下流道高度的示意图；
[0033]图6是翼型分流肋的固定间距布置示意图；
[0034]图7是三种不同间距下相同流速时的换热性能对比图；
[0035]图8是一种含有翼型分流肋的双效强化换热微通道热沉的正视图；
[0036]图9是翼型分流肋的来流攻角和出口角度的示意图；
[0037]图10是三种不同翼型分流肋来流攻角角度下相同流速时的换热性能对比图；
[0038]图11是四种不同翼型分流肋出口角度下相同流速时的换热性能对比图；
[0039]图12是最佳结构组合与传统光滑管道的换热性能对比图。
[0040]以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步的解释。
具体实施方式
[0041]下面将参照附图1至图12更详细地描述本专利技术的具体实施例。虽然附图中显示了本专利技术的具体实施例，然而应当理解，可以各种形式实现本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含有翼型分流肋的换热微通道热沉，其特征在于：所述换热微通道热沉包括多个换热微通道所述换热微通道含有多个翼型分流肋；每个换热微通道具有用于传热的底表面以及相对于所述底表面的顶表面，所述换热微通道自所述底表面垂直延伸到所述顶表面的通道截面积为微米级；每个换热微通道包括：进口段，其位于换热微通道的前端以导入流体；出口段，其位于换热微通道的末端以导出流体；分流模块，其位于所述进口段和出口段之间，所述分流模块设于所述换热微通道中以将其分为上流道和下流道；所述分流模块包括：翼型分流肋，其几何形状为具有第一圆弧表面的扇形体和具有第一斜表面的三棱柱的组合结构，所述第一圆弧表面朝向所述进口段，所述第一斜表面朝向所述出口段，所述组合结构具有水平底面和顶面，所述水平底面在垂直方向上高于所述底表面且两者之间的间隔构成下流道，所述顶面由所述第一圆弧表面及自所述第一圆弧表面延伸的第一斜表面构成；凹槽，其自所述顶表面向远离底表面方向凹进，所述凹槽具有第二圆弧表面及自所述第二圆弧表面延伸的第二斜表面，所述第二圆弧表面与所述第一圆弧表面间隔第一预定距离且所述第二圆弧表面与所述第一圆弧表面共圆心，所述第二斜表面平行于所述第一斜表面且所述第二斜表面间隔所述第一斜表面第二预定距离，所述凹槽与所述顶面之间构成上流道；合流段，其在流动方向上设于所述翼型分流肋之后，其位于下一个翼型分流肋之前。2.根据权利要求1所述的含有翼型分流肋的换热微通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：张剑飞，徐星，屈治国，夏毅康，高伟，王强，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：