[发明专利]一种新型高传热性能的微型热管

说明书

技术领域

本发明涉及传热技术领域，特别涉及一种制造简单、高效传热的微型热管。

背景技术

微型热管作为有效的传热元件之一，被广泛应用于航天航空领域、微电子元件散热领域。它是利用内部相变工作介质快速热传递的性质实现热量传递。具有质量轻、体积小、无运动部件，能在微重力下稳定的工作性能，同时还具有优越的导热性能和恒温特性。

现有微型热管内部无吸液芯，主要依靠管壁内壁的特殊形状区域获得毛细流动驱动力来实现热量传递，传热效果仍有待进一步提高和优化。

随着纳米技术的产生与发展，纳米技术表现出卓越的性能，将纳米技术应用在微型热管中，可以进一步提高微型热管的传热效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型高传热性能的微型热管，应用纳米技术强化传热效率。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种新型高传热性能的微型热管，包括中空密封壳体，所述中空密封壳体的内壁面具有尖角区域，所述中空密封壳体内充有工作介质，所述中空密封壳体的内壁表面筑有纳米阵列结构。

作为对本技术方案的进一步限定，所述中空密封壳体长10～50mm、横截面为50～2000 μm²的三边形、四边形或多边形。

作为对本技术方案的进一步限定，所述中空密封壳体一端为吸热段，一端为放热段，中间为绝热段。

作为对本技术方案的进一步限定，所述中空密封壳体的内壁面尖角区域形状为非圆形。

作为对本技术方案的进一步限定，所述密封壳体内的工作介质为纳米流体。

作为对本技术方案的进一步限定，所述纳米阵列结构直径为10～50nm、高度为50～200nm。

与现有技术相比本发明的有益效果是：本发明在于微型热管的密封壳体内壁面上有构筑的纳米阵列结构，通过纳米结构增加表面积及毛细作用，促进微型热管加热段上传热介质的蒸发和放热段上的冷凝，进而提高传热性能。

本发明在微型热管内的密封壳体充有微量具有良好润湿性的纳米流体作为传热介质，进一步强化微型热管的热量传递。

附图说明

图1为本发明横截面为三边形的微型热管结构示意图；

图2为本发明横截面为三边形的微型热管内壁结构截面示意图；

图3为本发明横截面为四边形的微型热管结构示意图；

图4为本发明横截面为四边形的微型热管内壁结构截面示意图；

图5为本发明横截面为多边形的微型热管结构示意图；

图6为本发明横截面为多边形的微型热管内壁结构截面示意图；

图7为本发明微型热管A-A向剖面原理示意图；

图中：1、吸热段；2、中间绝热段；3、放热段；4、密封壳体；5、传热介质；6、纳米阵列（为了突出纳米结构，视图中纳米结构有所放大）。

具体实施方法

下面结合附图对本发明的实施作进一步描述：

微型热管的中空密封壳体材料为铜或其它高导热金属。

微型热管的中空密封壳体内的传热介质为含有金属及金属氧化物等纳米颗粒的水基纳米流体。

对微型热管密封壳体4的内表面进行清理后采用化学浴沉积、磁控溅射等方法在管内壁构筑纳米阵列结构6。为减少热阻，该纳米结构以高导热金属及金属氧化物为主，纳米结构直径为10～50nm、高度为50～200nm。

将微型热管密封壳体抽真空后灌入适当的纳米流体传热介质，然后封闭管口，形成封闭空间。

当微型热管的密封壳体吸热段1受热时，密封壳体中的纳米流体传热介质迅速汽化，蒸汽在微小的压力差下流向放热段3，在放热段冷凝，并且释放出热量，通过毛细作用，传热介质回流到蒸发段3。通过这种快速循环，热量可以被源源不断地传导开来。

本发明通过在热管内构筑纳米阵列结构6，有效增加了结构表面积，促进了蒸发段的热通量传递速率，构筑纳米阵列结构6还增加了毛细管压力，促进了传热介质流通，益于传热介质向蒸发段回流。在密封壳体内，加入传热介质纳米流体5，增加了传热介质的导热能力，更提高了微型热管的传热效率。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内做出的变化、改型、添加或替代，也属于本发明的保护范围。