【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于热管理，具体涉及一种vc均热板可视化实验装置。
技术介绍
1、随着数据中心、5g基站、高功率电子器件的快速发展，高热流密度散热问题成为学届和工业领域亟待解决的一大难题。有研究表明，当电子器件的工作温度达到70-80℃后，温度每上升1℃，其可靠性降低约5％，超过55％的电子设备损坏的原因是热失控。目前单相冷却已难以满足新一代芯片、雷达、激光等的热排散要求，均热板作为一种高效解热器件被广泛应用，其主要依赖流体的相变潜热带走热量，vc均热板沸腾可视化实验装置可用于研究其内部相变机理并促进其性能提升。
2、vc均热板的工作原理为：均热板内部布置毛细结构，并填充一定量的液态工质，当热端受热时，液态工质蒸发为蒸气并扩散到冷端进行冷凝，冷端可以通过风冷和液冷带走蒸气的热量，凝结液通过吸液芯流回热端，如此往复循环以保持热端温度在合理范围。
3、vc均热板的工作过程涉及液膜蒸发、核态沸腾、毛细作用及局部蒸干和再湿润等复杂的物理过程。传统的vc均热板实验装置仅能测试其换热性能，难以对其内部物理过程进行深入探究。目前多是基于经验设计不同的vc结构以实现特定的散热功能，而影响vc散热性能的因素众多，试错成本和试验成本较高。
技术实现思路
1、要解决的技术问题：
2、为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提供一种vc均热板可视化实验装置，在vc均热板的冷端壁面设置观察视窗，热端外侧设置热源，通过视窗可以观察并记录其内腔复杂多变的相变和两相流动的物理过程，从而
3、本专利技术的技术方案是：一种vc均热板可视化实验装置，包括中空的vc均热板、其冷端设置的观察视窗、其内设置的冷凝导流组件，以及位于vc均热板热端外部的热源；
4、所述vc均热板的冷端设置有冷却组件，促使vc均热板内气态工质到液态工质的转化；
5、所述冷凝导流组件沿vc均热板内冷端到热端方向设置，能够将经冷端冷凝后的液态工质导流至热端；
6、所述热源用于将vc均热板内热端液态工质转化为气态工质；
7、所述观察视窗密封安装于vc均热板的冷端，能够从外部直观获取内部变化过程。
8、本专利技术的进一步技术方案是：所述中空的vc均热板包括顶部开槽的均热板底板及封装于槽口处的均热板上盖，均热板底板的顶部开槽与均热板上盖之间构成的密封腔体即为气/液态工质转化腔。
9、本专利技术的进一步技术方案是：所述均热板上盖作为vc均热板的冷端，其上开有视窗孔，视窗孔内密封安装有玻璃视窗，实验人员能够通过玻璃视窗观察内部状态；所述玻璃视窗上覆有加热膜，防止蒸气附着于视窗上遮挡视线。
10、本专利技术的进一步技术方案是：所述均热板上盖的视窗孔为阶梯孔，玻璃视窗放置于阶梯面上，通过视窗法兰将玻璃视窗压紧安装于视窗孔内，并在玻璃视窗和阶梯面之间设置密封垫片。
11、本专利技术的进一步技术方案是：所述均热板上盖开有测压孔和抽气孔，所述测压孔处密封安装压力表，用以检测vc均热板内腔压力；所述抽气孔密封连接真空泵，用以调节vc均热板内腔真空度。
12、本专利技术的进一步技术方案是：所述冷端的冷却组件为设置于均热板上盖内的冷却流道，所述冷却通道的注液孔和排液孔设置于均热板上盖的侧壁上，与外置液冷设备的输出口和输入口连通，通过循环冷却液实现对冷端的散热。
13、本专利技术的进一步技术方案是：所述冷端的冷却组件为设置于均热板上盖外端的散热翅片及外置风扇，通过风冷对冷端进行散热。
14、本专利技术的进一步技术方案是：所述均热板底板的顶面开有矩形凹槽，槽底面设置阵列支撑柱，并在阵列支撑柱表面和槽底面均布置吸液芯，作为冷凝导流组件，将冷端的冷凝水毛细回底面。
15、本专利技术的进一步技术方案是：所述热源包括加热部件和保温材料，所述加热部件位于均热板底板外侧，其周向设置保温材料，并在保温材料侧壁开设热电偶孔，用于放置热电偶测量均热板底面温度和热通量。
16、本专利技术的进一步技术方案是：所述保温材料为平板结构，贴合固定于均热板底板的外底面，其中部开有加热块孔；所述加热部件为加热铜块，放置于加热块孔内。
17、有益效果
18、本专利技术的有益效果在于：本专利技术的实验装置包括均热板上盖、均热板底板和保温材料。均热板上盖设置有视窗，视窗上附有电加热膜以防止产生雾气遮挡视线。均热板底板热端紧贴加热装置，外部设置保温材料，其侧面设有热电偶孔。均热板上盖设置测压孔和抽气孔。装置冷端散热方式采用液冷方式或风冷方式。在视窗上可布置高速摄像机以记录vc均热板内部的物理过程。具体优势如下：
19、1.在vc均热板上盖内部开有冷却流道，测试装置兼具风冷和水冷两种冷却方式。玻璃视窗与加热端的相对位置可以通过改变均热板上盖和均热板底板的几何结构和尺寸进行控制，一方面，可以仿照3d-vc增大均热板上盖与均热板底板的距离，使水蒸气凝结过程在侧壁发生，从而防止雾气遮挡视窗，保证观测效果，另一方面，可以起到不同的散热效果和两相流态。
20、2.vc均热板上盖和底板方便拆卸，方便定制不同的上盖和底板的组合。
21、3.本专利技术在冷端设计风冷、液冷或两种冷却组件相结合的冷却方式，能够通过外部风扇或液冷设备调整散热效率，进而变化均热板内腔的环境，以观察不同条件下的物理变化。
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1.一种VC均热板可视化实验装置，其特征在于：包括中空的VC均热板、其冷端设置的观察视窗、其内设置的冷凝导流组件，以及位于VC均热板热端外部的热源；
2.根据权利要求1所述一种VC均热板可视化实验装置，其特征在于：所述中空的VC均热板包括顶部开槽的均热板底板及封装于槽口处的均热板上盖，均热板底板的顶部开槽与均热板上盖之间构成的密封腔体即为气/液态工质转化腔。
3.根据权利要求2所述一种VC均热板可视化实验装置，其特征在于：所述均热板上盖作为VC均热板的冷端，其上开有视窗孔，视窗孔内密封安装有玻璃视窗，实验人员能够通过玻璃视窗观察内部状态；所述玻璃视窗上覆有加热膜，防止蒸气附着于视窗上遮挡视线。
4.根据权利要求3所述一种VC均热板可视化实验装置，其特征在于：所述均热板上盖的视窗孔为阶梯孔，玻璃视窗放置于阶梯面上，通过视窗法兰将玻璃视窗压紧安装于视窗孔内，并在玻璃视窗和阶梯面之间设置密封垫片。
5.根据权利要求4所述一种VC均热板可视化实验装置，其特征在于：所述均热板上盖开有测压孔和抽气孔，所述测压孔处密封安装压力表，用以检测VC均热
6.根据权利要求2所述一种VC均热板可视化实验装置，其特征在于：所述冷端的冷却组件为设置于均热板上盖内的冷却流道，所述冷却通道的注液孔和排液孔设置于均热板上盖的侧壁上，与外置液冷设备的输出口和输入口连通，通过循环冷却液实现对冷端的散热。
7.根据权利要求2所述一种VC均热板可视化实验装置，其特征在于：所述冷端的冷却组件为设置于均热板上盖外端的散热翅片及外置风扇，通过风冷对冷端进行散热。
8.根据权利要求2所述一种VC均热板可视化实验装置，其特征在于：所述均热板底板的顶面开有矩形凹槽，槽底面设置阵列支撑柱，并在阵列支撑柱表面和槽底面均布置吸液芯，作为冷凝导流组件，将冷端的冷凝水毛细回底面。
9.根据权利要求1-8任一项所述一种VC均热板可视化实验装置，其特征在于：所述热源包括加热部件和保温材料，所述加热部件位于均热板底板外侧，其周向设置保温材料，并在保温材料侧壁开设热电偶孔，用于放置热电偶测量均热板底面温度和热通量。
10.根据权利要求9所述一种VC均热板可视化实验装置，其特征在于：所述保温材料为平板结构，贴合固定于均热板底板的外底面，其中部开有加热块孔；所述加热部件为加热铜块，放置于加热块孔内。
...【技术特征摘要】
1.一种vc均热板可视化实验装置，其特征在于：包括中空的vc均热板、其冷端设置的观察视窗、其内设置的冷凝导流组件，以及位于vc均热板热端外部的热源；
2.根据权利要求1所述一种vc均热板可视化实验装置，其特征在于：所述中空的vc均热板包括顶部开槽的均热板底板及封装于槽口处的均热板上盖，均热板底板的顶部开槽与均热板上盖之间构成的密封腔体即为气/液态工质转化腔。
3.根据权利要求2所述一种vc均热板可视化实验装置，其特征在于：所述均热板上盖作为vc均热板的冷端，其上开有视窗孔，视窗孔内密封安装有玻璃视窗，实验人员能够通过玻璃视窗观察内部状态；所述玻璃视窗上覆有加热膜，防止蒸气附着于视窗上遮挡视线。
4.根据权利要求3所述一种vc均热板可视化实验装置，其特征在于：所述均热板上盖的视窗孔为阶梯孔，玻璃视窗放置于阶梯面上，通过视窗法兰将玻璃视窗压紧安装于视窗孔内，并在玻璃视窗和阶梯面之间设置密封垫片。
5.根据权利要求4所述一种vc均热板可视化实验装置，其特征在于：所述均热板上盖开有测压孔和抽气孔，所述测压孔处密封安装压力表，用以检测vc均热板内腔压力；所述抽气孔密封连接真空泵，用以调节vc均热板内腔真空度。
【专利技术属性】
技术研发人员：靳蒲航，张雪，谭志明，谢公南，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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