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一种仿生微通道热沉制造技术

技术编号:46445672 阅读:4 留言:0更新日期:2025-09-19 20:47
本发明专利技术公开了一种仿生微通道热沉,包括工质入口、入口均流缓冲槽、第一微通道结构、第二微通道结构、出口集液槽以及工质出口;所述第一微通道结构为梯级微通道结构,包括设置于高热流密度点热源下方的微柱阵列、第一低热流密度区域的微通道结构以及仿二尖瓣结构,所述微通道结构位于微柱阵列两侧,所述第二微通道结构位于两个第一微通道结构之间的第二低热流密度区域;每个所述微通道均具有相同的高度和高度,沿热沉中心线对称分布。本发明专利技术通过微通道结构优化设计,改善微通道内的液膜铺展过程三相线运动、液膜厚度等气液两相演化行为,有效降低工质流动阻力,提升微通道热沉在高热流密度条件下的热性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术微通道两相流动沸腾换热领域,尤其是涉及一种针对非均匀分布点热源的微通道热沉结构。


技术介绍

1、随着现代电子科技向高功率密度、高集成度方向快速发展,电子元器件局部热流密度甚至超1000w/cm2,热管理问题已经成为制约其性能提升和可靠运行的关键瓶颈。然而,传统的冷却方式如风冷、单相液冷难以满足高水平散热需求,微通道热沉因其结构紧凑、换热面积大而展现出换热性能强、均温性好以及传热极限高的显著优势,已逐渐成为电子器件高效可靠热管理的优选部件。

2、纵观现有微通道热沉结构,平行微通道因其设计简单、加工方便,在各类微尺度热管理系统中得到了广泛应用。然而,传统平行微通道通常采用等间距、同尺寸的通道布局方式,在实际两相流动过程中,容易引发一系列热流与流动不匹配的问题。特别是在气液两相工况下,由于通道间压力损失和气液分布不均,易在微通道中后段形成气塞、回流等现象,加剧流体相界面不稳定,甚至导致局部干涸,严重影响换热性能和系统可靠性。此外,在实际工程应用中,如高集成度电子芯片、功率器件等散热对象往往呈现非均匀、阵列式热源分布特征。此类非均匀热负荷背景本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种仿生微通道热沉,包括工质入口(1)、入口均流缓冲槽(2)、第一微通道结构(3)、第二微通道结构(4)、出口集液槽(5)以及工质出口(6),工质由工质入口(1)流入入口均流缓冲槽(2)后分别进入第一微通道结构(3)和第二微通道结构(4),通过工质潜热和显热吸收壁面热量后流向出口集液槽(5),最后由工质出口(6)流出;其特征在于:所述第一微通道结构(3)为梯级微通道结构,包括微柱阵列(32)、微通道结构(31)以及仿二尖瓣结构(33),所述微柱阵列(32)设置于高热流密度点热源下方,所述微通道结构(31)位于微柱阵列(32)两侧的第一低热流密度区域,所述微通道结构由平行的若干个微通道...

【技术特征摘要】

1.一种仿生微通道热沉,包括工质入口(1)、入口均流缓冲槽(2)、第一微通道结构(3)、第二微通道结构(4)、出口集液槽(5)以及工质出口(6),工质由工质入口(1)流入入口均流缓冲槽(2)后分别进入第一微通道结构(3)和第二微通道结构(4),通过工质潜热和显热吸收壁面热量后流向出口集液槽(5),最后由工质出口(6)流出;其特征在于:所述第一微通道结构(3)为梯级微通道结构,包括微柱阵列(32)、微通道结构(31)以及仿二尖瓣结构(33),所述微柱阵列(32)设置于高热流密度点热源下方,所述微通道结构(31)位于微柱阵列(32)两侧的第一低热流密度区域,所述微通道结构由平行的若干个微通道构成,所述仿二尖瓣结构(33)位于所述微通道与微柱阵列的连接区域;所述第二微通道结构位于两个第一微通道结构(3)之间的第二低热流密度区域,所述第二微通道结构由至少一个所述微通道构成;每个所述微通道均具有相同的高度和高度,沿热沉中心线对称分布。

2.根据权利要求1所述的一种仿生微通道热沉,其特征在于:所述微通道底部均布置有纳米线阵列,纳米线阵列间距5-10μm,呈规则方阵排列;纳米线阵列的每根纳米线高度为2-3μm,直径为200-300nm,纳米线间距为400-500nm。

3.根据权利要求1所述的一种仿生微通道热沉,其特征在于:所述微柱阵列(32)的每根微柱高度为480-500μm,直径为380-400μm,微柱间距为280-300μm...

【专利技术属性】
技术研发人员:钟杨帆陆晓瑞张程宾陈永平吴苏晨邓梓龙
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:

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