【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微尺度相变换热，更具体的说是涉及一种基于气泡振荡沸腾冷却的微通道换热器。
技术介绍
1、随着世界经济与科技水平的发展，电子设备正朝着高度集成化与小型化发展，与此同时电子设备的功率正在不断增加，这使电子设备通常会面对高热流密度从而造成其温度分布不均匀的现象，局部热点的出现会造成电子设备性能的大幅下降，甚至影响其使用寿命与安全性。传统的散热方式如风冷、自然对流冷却已经无法满足电子设备日益增长的散热需求，因此，寻求一种新型高效的散热方式是目前亟待解决的问题。相变换热是一种高效的换热模式，相变过程中流体从液态转变为气态时会吸收大量的汽化潜热，其传热系数通常为2500-100000w/m2·k，是强制水冷换热系数(100-20000w/m2·k)的5倍以上，更是风冷换热系数(25-250w/m2·k)的100倍以上。
2、微通道相变冷却技术集微尺度效应与沸腾换热于一体，具有体积小，比表面积大，使用工质灵活，换热系数高等优点，被认为是解决未来电子设备超高热负荷挑战的可靠方案。但是由于微通道体积有限，而沸腾产生的核化气泡持续膨胀，并受到壁面限制作用在通道内被拉长，从而阻碍了通道内的持续沸腾，因此在目前微通道换热器流动沸腾的研究中，微通道受热面的温度会随着热流密度的增加而持续增加，直至到达沸腾危机。
3、近年来，有学者在池沸腾研究中发现，在超高热流密度和较高液体过冷度的条件下，池沸腾产生的气泡将会附着在热负荷面表面，并且产生的气泡以反复膨胀-收缩的形式快速振荡，气泡汽化膨胀吸收的相变潜热和收缩时过冷液体快速
4、此现象产生的条件为超高的热流密度和较高的工质过冷度，同时应有较大的空间使得核化气泡汽化膨胀。微通道冷却器由于侧壁面和顶面的热传导和限制作用，一方面降低了流体的过冷度，另一方面限制了气泡的膨胀过程，故无法产生气泡振荡沸腾的现象。因此对微通道换热器的整体结构进行改进以实现微通道内的气泡振荡沸腾换热可以为微电子设备冷却方案提供新的指导。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于气泡振荡沸腾冷却的微通道换热器，以降低微通道两相散热器流道沸腾换热过程中的热负荷面温度，相比于常规流动沸腾实现高热流密度下的低热负荷面温度。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种基于气泡振荡沸腾冷却的微通道换热器，包括：热沉主体，所述热沉主体内部设置有微流道以及微肋片，所述微肋片与所述热沉主体的顶面之间有开放间隙；所述热沉主体的底面为热负荷面。过冷的流体从微流道一侧流入，从另一侧流出，并在微流道内发生过冷流动沸腾，同时产生气泡振荡沸腾现象。
4、进一步地，所述热沉主体的长度大于其宽度，同时小于或等于其宽度的2倍。
5、进一步地，所述微流道的宽度为0.2-0.4mm，高度为0.6-2mm，所述微流道的高度与宽度之比大于或等于3。
6、进一步地，所述微肋片的宽度为0.2-0.4mm。
7、进一步地，所述微肋片的顶端与所述热沉主体的顶面之间的开放间隙的高度为0.3-1mm。
8、进一步的，过冷流体的过冷度大于或等于30℃，过冷流体的质量流量大于或等于150kg/m2·s。
9、进一步的，气泡振荡沸腾现象中，核化气泡连续膨胀-收缩的次数大于或等于2次。
10、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术有益效果如下：
11、气泡振荡沸腾现象的换热机制包括核化气泡汽化膨胀时吸收的相变潜热和气泡收缩时大量过冷液体涌向热负荷面时产生的强烈对流换热，与现有的微通道内相变冷却技术中主要依靠吸收相变潜热相比，其具有更高的换热能力，在相同热流密度、流体质量流量、流体过冷度实验条件下其热负荷面温度可下降约5-10℃。由于本专利技术中微通道换热器的顶部间隙的存在，微通道对核化气泡的壁面限制作用大幅降低，有利于防止气泡堵塞通道，从而进一步形成局部蒸干的现象。本专利技术为下一代微电子芯片的冷却提供了一种行之有效的方法。
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1.一种基于气泡振荡沸腾冷却的微通道换热器，其特征在于，包括：热沉主体(1)，所述热沉主体(1)内部设置有微流道(2)以及微肋片(3)，所述微肋片(3)与所述热沉主体(1)的顶面之间有开放间隙(4)；所述热沉主体(1)的底面为热负荷面(7)。
2.根据权利要求1所述的一种基于气泡振荡沸腾冷却的微通道换热器，其特征在于，所述热沉主体(1)的长度大于其宽度，同时小于或等于其宽度的2倍。
3.根据权利要求1所述的一种基于气泡振荡沸腾冷却的微通道换热器，其特征在于，所述微流道(2)的宽度为0.2-0.4mm，高度为0.6-2mm，所述微流道(2)的高度与宽度之比大于或等于3。
4.根据权利要求1所述的一种基于气泡振荡沸腾冷却的微通道换热器，其特征在于，所述微肋片(3)的宽度为0.2-0.4mm。
5.根据权利要求4所述的一种基于气泡振荡沸腾冷却的微通道换热器，其特征在于，所述微肋片(3)的顶端与所述热沉主体(1)的顶面之间的开放间隙(4)的高度为0.3-1mm。
【技术特征摘要】
1.一种基于气泡振荡沸腾冷却的微通道换热器，其特征在于，包括：热沉主体(1)，所述热沉主体(1)内部设置有微流道(2)以及微肋片(3)，所述微肋片(3)与所述热沉主体(1)的顶面之间有开放间隙(4)；所述热沉主体(1)的底面为热负荷面(7)。
2.根据权利要求1所述的一种基于气泡振荡沸腾冷却的微通道换热器，其特征在于，所述热沉主体(1)的长度大于其宽度，同时小于或等于其宽度的2倍。
3.根据权利要求1所述的一种基于气泡振荡沸腾冷却...
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