[发明专利]一种强化传热微通道

说明书

技术领域

本发明涉及传热强化和换热器技术领域，尤其涉及一种强化传热微通道。

背景技术

近年来，随着信息工业、材料工业、航天技术、能源工程、生命科学与技术及现代毫微米制造技术、高集成度微电子器件、高功率激光器、微加工技术和微电子机械系统的不断进步，芯片的集成度、封装密度和工作频率不断迅速提高，功率与体积的比值日益增大，带来了芯片发热热流密度的迅速增加，从而使芯片散热面临严峻的考验。目前的电子散热问题已成为制约微电子产业的发展的瓶颈。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种强化传热微通道，用以解决现有技术中电子散热低的问题。

本发明主要是通过以下技术方案实现的：

一种强化传热微通道，包括：

在微通道内部任意截面上设置一根或者多根纤毛肋，每根纤毛肋通过或者不通过所述微通道的中心线，多根纤毛肋之间为任意角度设置。

优选地，所述纤毛肋与所述微通道的中心线形成60～120°角。

优选地，所述纤毛肋垂直于所述微通道的中心线。

优选地，所述微通道由金属、玻璃或硅构成。

优选地，所述微通道的截面为圆形、矩形或三角形。

优选地，圆形的微通道的截面特征尺度为圆形微通道的直径，所述直径为1-1000μm。

优选地，所述纤毛肋由单壁或者多壁碳纳米管材料构成，所述纤毛肋的直径为1-100nm。

优选地，所述纤毛肋为通过化学气相沉积法、电弧法或激光溅射法制备得到。

本发明在微通道内部设置纤毛肋进行传热强化，有效结合了微通道换热、纤毛肋强化传热技术和碳纳米管材料的诸多优点，并且各取所长的把碳纳米管材料所具有的超高热导率，大长径比，优良力学性能，微细直径而几乎不产生流动阻力等优点全面发挥出来，尤其适用于微通道层流换热技术中。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本发明实施例的一种矩形微通道内部碳纳米管纤毛肋强化传热结构示意图；

图2为本发明实施例的另一种矩形微通道内部碳纳米管纤毛肋强化传热结构示意图；

图3为本发明实施例的圆形微通道内部碳纳米管纤毛肋强化传热结构示意图；

图4为本发明实施例的一种内部具有碳纳米管纤毛肋强化传热结构的矩形微通道组成的一维阵列的示意图；

图5为本发明实施例的一种内部具有碳纳米管纤毛肋强化传热结构的矩形微通道组成的二维阵列的示意图。

图6为本发明实施例的一种扁长形微通道(狭缝)内部具有碳纳米管纤毛肋强化传热结构示意图。

图7为本发明实施例的另一种扁长形微通道(狭缝)内部具有碳纳米管纤毛肋强化传热结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出了微通道内部采用碳纳米管作为纤毛肋的强化传热结构和方法，为了更好的理解本发明，下面仅以几个具体的例子对本发明进行详细的说明。

本发明实施例的强化传热微通道是在微通道内部设置碳纳米管(束)作为纤毛肋的强化传热结构。本发明的纤毛肋强化换热的物理机制不是通常意义上的增大换热面积，而是通过纤毛肋高的导热能力来改变流体的温度场，尽可能使截面内流体的温度分布曲线更加均匀饱满，纤毛肋作为一种新物理机制的传热强化手段是非常有效的。本发明实施例的微通道由金属、玻璃、硅或其它任何合适的材料构成，所述纤毛肋由单壁或者多壁碳纳米管材料构成。所述微通道内部的流体可以为液体或者气体，所述的微通道内部碳纳米管纤毛肋分布于微通道内部的各个截面上，通过碳纳米管纤毛肋的极高导热能力来改变流体的温度场，尽可能使截面内流体的温度分布曲线更加均匀饱满，从而提高传热能力。

本发明实施例的微通道的截面为圆形、矩形、三角形或者其它可能的形状，其截面可为恒定的，也可为变化的；