[发明专利]自湿润流体振荡流热管

说明书

技术领域

本发明涉及传热设备技术，具体涉及一款采用自湿润流体作为工质的振荡流热管。

背景技术

随着电动汽车、电子行业、航空航天业以及设备制造业等行业的迅猛发展，现代工业对散热的要求也越来越高。近几年来，由于高热流密度元件、设备等的诞生，振荡流热管作为一种高效的相变传热装置，主要通过工作介质的两相变化传递热量，在散热系统上占有越来越重要的地位。振荡流热管是上世纪90年代提出的一种高效的新型相变热管，按照封装形式的不同可分为回路型(Looped)和非回路型(Unlooped)两种，都是将一根毛细管抽真空后充注一定量的工质(如水、氟利昂、乙醇等)以形成间歇的气液塞，根据需要再将毛细管弯成蛇形结构而形成。

关于振荡流热管的发展，从结构的设计到工质的研究，一直持续不断，主要围绕着解决振荡流热管高热流密度下易烧干和低热流密度下难启动的难题进行。公开号为104119839的专利提出了一种确定脉动热管中适用的混合工质的方法，通过提升工质的性能达到强化振荡流热管的热传输能力；类似的，改善振荡流热管中工质的物性提升热管性能还有公开号为10103010的专利，在传统工质中添加相变微胶囊形成微胶囊流体；以及申请号为201110137496.3的专利，开发了以银-水纳米为流体的并联式脉动热管。可见，工质性能的改进对于强化振荡流热管传热能力影响较大。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，采用了自湿润流体作为工质，提供了一种合理有效、热传输效率高、启动迅速、不易烧干的自湿润流体振荡流热管。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种自湿润流体振荡流热管，包括蛇形弯曲的多弯头振荡流热管和自湿润流体工质的制备。振荡流热管包括蒸发段、绝热段和冷凝段三个部分，所述冷凝段的上端设有工质注入口。振荡流热管整体宽约92mm，弯头数目为4，加热段长度为20mm，冷凝段长度为20mm.制备的自湿润流体为长碳链醇类的水溶液，制备时需要严格控制溶质的浓度比例。

振荡流热管的管径满足关系式：

≦D≦

优选的，所述的热管管径为0.4mm,0.8mm,1.3mm。

优选的，所述的热管绝热段长度为150mm。

优选的，所述自湿润流体选择丁醇。

优选的，所述的自湿润流体，根据选用的庚醇流体，其水溶液浓度控制在0.01%~0.1%。

优选的，所述的自湿润流体振荡流热管水平放置时工作能力最佳。

本发明相对于现有技术具有如下的优点：

1、使用自湿润流体作为振荡流热管的工质可有效降低流动阻力，并有利于提高管内工质的循环效率，使得振荡流热管的热输送性能得到显著提高。

2、解决了许多振荡流热管需要重力辅助启动的难题，本款热管具有良好的抗重力性能。由于自湿润流体具有的马兰哥尼对流(Marangoni)效应，本款热管在水平放置时体现出更加优越的性能，具有更为广泛的应用前景。

3.本款自湿润流体振荡流热管采用自湿润流体作为热管工质，能有效增加热管的热输送距离，提高烧干极限，承载更高的热负荷，使得振荡流热管的有效应用范围得到扩展。

4、本款自湿润流体振荡流热管具有紧凑高效、节能、环保、结构简单、成本低、体积小、安装方便、运行稳定且可靠，可替代性高等特点，且可适用于电动汽车、电子行业、航空航天业以及设备制造业等多个不同行业，使用范围广，具有广阔的市场前景。

有益效果

1、与最常用的水为工质的振荡流热管在垂直放置条件下进行对比分析，采用自湿润流体作为工质的振荡流热管具有更低的运行热阻。当管内径为0.4mm时，由于管内流动阻力大，工质水在流动时难以形成循环流动，因此热管在60W就出现了烧干现象。而当使用自湿润流体作为工质时，热管的热阻值明显降低，且在70W时才出现了烧干现象。如图1（b）所示，当管内径为0.8mm时，工质为水时，热管在90W时出现烧干现象。与水对比，使用自湿润流体作为工质时，热管表现出了更为优异的热输送性能。热管的热阻得到了显著的减小，且加热功率达到120W时，仍未出现烧干现象。管径增大，流动阻力减小，自湿润流体的优越性不明显。