一种带纵向涡流发生器的收敛-发散微通道散热器制造技术

本发明专利技术公开了一种带纵向涡流发生器的收敛

【技术实现步骤摘要】
一种带纵向涡流发生器的收敛
‑
发散微通道散热器


[0001]本专利技术涉及微通道散热器
，具体涉及一种带纵向涡流发生器的收敛
‑
发散微通道散热器。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]随着电子器件的集成化、小型化和高散热量，对散热器的体积和换热量有了更高的要求，微通道散热器在CPU、高功率半导体设备等电子器件的冷却中均有应用，与传统散热器相比，微通道散热器具有体积小、换热量高、换热速率大等优点，因此，微通道强化换热技术逐渐被熟知并被广泛应用。
[0004]传统光滑微通道的换热速率难以达到电子器件的散热要求，因此需要应用强化换热技术来进一步强化传热。强化换热技术分为主动和被动方法，被动方法因为不需要额外的动力而应用广泛，其中添加扰流元件是一种简单而又高效的方法，纵向涡发生器(LVG)最初由Johnson和Joubert提出，通过在边界层内引入纵向涡来提高换热系数，在增加了LVG后不可避免的增加了压降。因此，如何将LVG与微通道散热器进行结合，在提高换热系数的同时还能降低整体压降，是目前要解决的一个重要技术问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种带纵向涡流发生器的收敛
‑
发散微通道散热器，在提高换热效率的同时能够降低微通道的整体压降。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]在本专利技术的第一方面，提供了一种带纵向涡流发生器的收敛
‑
发散微通道散热器，包括基底和盖板，所述盖板设置在基底的上方，所述基底上开设多个微通道，所述微通道包括间隔设置的收敛微通道和发散微通道；每个微通道内均设置多对纵向涡流发生器。
[0008]在本专利技术的一些实施方式中，所述微通道的一端为流体入口，另一端为流体出口。
[0009]在本专利技术的一些实施方式中，所述收敛微通道的入口宽度大于出口宽度，收敛角为4
‑8°
。
[0010]在本专利技术的一些实施方式中，所述发散微通道的入口宽度小于出口宽度，发散角为4
‑8°
。
[0011]在本专利技术的一些实施方式中，每个微通道内均设置三对纵向涡流发生器，每对纵向涡流发生器相对每条微通道的中心线对称排布，三对纵向涡流发生器变间距设置。
[0012]在本专利技术的一些实施方式中，所述纵向涡流发生器为滴状纵向涡流发生器，每对纵向涡流发生器在流动方向上以一定攻角共流向下排布，使每对纵向涡流发生器呈现扩张的趋势。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，每对纵向涡流发生器之间的最小间距为0.2
‑
0.3mm，攻角范围为50
‑
70
°
。
[0014]在本专利技术的一些实施方式中，相邻的两对纵向涡流发生器之间的间距沿流动方向呈减小趋势。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，所述涡流发生器与流体入口的距离大于涡流发生器与流体出口的距离。
[0016]在本专利技术的一些实施方式中，基底、盖板和纵向涡流发生器的材质为固体硅。
[0017]本专利技术一个或多个技术方案具有以下有益效果：
[0018](1)本专利技术的微通道散热器，通过在微通道中设置多对纵向涡流发生器强化传热，纵向涡流发生器的结构采用两个不同半径的半圆和梯形组成，这种结构相比传统的矩形小翼传热强化效果更好，换热速率提高，一方面通过增加传热表面积增强传热，另一方面，通过产生涡旋增强扰动以破坏流动边界层来进行传热强化；另外，将相邻的两对纵向涡流发生器采用变间距的设置方式，在流动方向间距渐缩，使流体在下游流速减弱时增强扰动，增强传热。
[0019](2)本专利技术的微通道散热器，将微通道设置成收敛微通道和发散微通道交错排布的形式，使用发散矩形微通道能降低整体压降，而收敛微通道可以增加传热速率，因此，本专利技术的收敛
‑
发散微通道与传统的直通道相比，能够有效利用微通道散热器空间布局，并达到降低整体压降的目的。
[0020](3)本专利技术的微通道散热器体积小，具有很好的传热性能，纵向涡流发生器和收敛
‑
发散微通道的结合使微通道散热器兼具两者的优势，相比光滑直通道的换热量更高、换热速率更快、整体压降更低，电子器件的散热效果更好。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的收敛
‑
发散微通道散热器入口处的结构示意图；
[0022]图2为本专利技术的收敛
‑
发散微通道散热器出口处的结构示意图；
[0023]图3为本专利技术的收敛
‑
发散微通道散热器内部结构图；
[0024]图4为本专利技术的收敛
‑
发散微通道散热器内部结构俯视图；
[0025]图5为本专利技术的收敛
‑
发散微通道散热器内部结构侧视图；
[0026]图6为本专利技术的纵向涡流发生器的结构示意图。
[0027]图中：1
‑
流体入口；2
‑
流体出口；3
‑
盖板；4
‑
基底；5
‑
侧壁；6
‑
纵向涡流发生器；7
‑
发散微通道；8
‑
收敛微通道。
具体实施方式
[0028]下面结合附图来说明本专利技术。
[0029]本专利技术的一种典型的实施方式中，如图1
‑
图3所示，提出一种带纵向涡流发生器的收敛
‑
发散微通道散热器，包括基底4和盖板3，所述盖板3设置在基底4的上方，组成一个整体的微通道散热器。
[0030]基底4上开设多个微通道，所述微通道的一端为流体入口1，另一端为流体出口2，所述微通道包括间隔设置的收敛微通道8和发散微通道7，每个微通道内均设置多对纵向涡
流发生器6；收敛微通道8的入口宽度大于出口宽度，收敛角为4
‑8°
，在收敛微通道中，沿着流体的流向微通道的截面变窄，流速增大，带走热量更多，提高了传热速率；发散微通道7的入口宽度小于出口宽度，发散角θ为4
‑8°
，在发散微通道中，沿着流体的流向微通道的截面变宽，流体与微通道底壁接触面积增大，换热面积增加，截面变宽后，流体沿流动方向的流速减小，开始在垂直流动方向上流动，可以将经过纵向涡流发生器后产生的温度不均匀流体逐渐混合均匀，降低了通道的压降。
[0031]进一步地，每个微通道内均设置三对纵向涡流发生器6，每对纵向涡流发生器相对每条微通道的中心线对称排布，三对纵向涡流发生器变间距设置。所述纵向涡流发生器6为滴状纵向涡流发生器，即涡流发生器由两个不同半径的半圆和梯形组成，这种结构相比矩形小翼传热强化效果更好，换热速率提高，一方面通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带纵向涡流发生器的收敛
‑
发散微通道散热器，其特征在于，包括基底和盖板，所述盖板设置在基底的上方，所述基底上开设多个微通道，所述微通道包括间隔设置的收敛微通道和发散微通道；每个微通道内均设置多对纵向涡流发生器。2.如权利要求1所述的带纵向涡流发生器的收敛
‑
发散微通道散热器，其特征在于，所述微通道的一端为流体入口，另一端为流体出口。3.如权利要求2所述的带纵向涡流发生器的收敛
‑
发散微通道散热器，其特征在于，所述收敛微通道的入口宽度大于出口宽度，收敛角为4
‑8°
。4.如权利要求2所述的带纵向涡流发生器的收敛
‑
发散微通道散热器，其特征在于，所述发散微通道的入口宽度小于出口宽度，发散角为4
‑8°
。5.如权利要求1所述的带纵向涡流发生器的收敛
‑
发散微通道散热器，其特征在于，每个微通道内均设置三对纵向涡流发生器，每对纵向涡流发生器相对每条微通道的中心线对称排布，三对纵向涡流发生器变间距设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：张湘敏，田茂诚，冷学礼，柏超，魏民，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：