[发明专利]一种带有喷管的微通道换热器结构及工作方法

说明书

本发明涉及一种带有喷管的微通道换热器结构及工作方法，包括第一换热部、第二换热部及位于第一换热部及第二换热部之间的至少一个喷管部，所述第一换热部内具有高压换热流道，所述高压换热流道内设有第一微肋阵，所述第二换热部内具有低压换热流道，所述高压换热流道及低压换热流道通过喷管部内设置的至少一个喷管连通，本发明的换热器结构换热效果好，可以达到更好的换热热流密度。

技术领域

本发明涉及换热设备技术领域，具体涉及一种带有喷管的微通道换热器结构及工作方法。

背景技术

在新一代电子芯片、大功率激光武器、雷达以及核能等众多军事及民用领域中，部分器件的散热热流密度已超过1000W/cm²，散热问题已成为阻碍计算机芯片等高新技术向更高性能发展的主要瓶颈之一。若电子器件产生的热量不能被及时散出，器件温度将持续升高，严重影响其可靠性和使用寿命。因此亟需开发新型高效强热流冷却技术，获取更大冷却能力，以满足前沿领域高集成度大功率器件散热的迫切需要。

微通道流动沸腾相变换热技术在高热流密度散热方面有着极为广阔的应用前景，尤其是带有微肋阵的微通道内沸腾传热更是高热流密度散热研究和应用的热点，近年来已经取得了一些研究成果，然而发明人发现现有技术主要是采用改变微肋阵的形状、尺寸及表面特性等手段实现强化传热，换热能力提高有限，难以满足下一代微电子器件的散热需求。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种带有喷管的微通道换热器结构，具有很高的临界热流密度，可以大幅度增加微尺度散热的极限散热强度。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种带有喷管的微通道换热器结构，包括第一换热部、第二换热部及位于第一换热部及第二换热部之间的至少一个喷管部，所述第一换热部内具有高压换热流道，所述高压换热流道内设有微肋阵，所述第二换热部内具有低压换热流道，所述高压换热流道及低压换热流道通过喷管部内设置的至少一个喷管连通。

本发明的工作方法为：第一换热部与外部热源接触，换热介质流入高压换热流道，在高压换热流道内吸收热量产生沸腾换热现象，沸腾后的气液混合物经过喷管部内设置的多个喷管喷射至低压换热流道，在低压换热流道内进行二次吸热后流出，当换热的热流密度升高至一定程度后，喷管产生高速射流作用，加快沸腾产生的气体脱离与换热介质进行换热的壁面的速度，并且在喷管内形成高速对流换热，在低压换热流道内形成高速雾状喷射散热，提高换热能力。

本发明的有益效果：

本发明的带有喷管的微通道换热器结构，通过在第一换热部和第二换热部之间设置带有喷管的喷管部，在换热的热流密度升高到一定程度后，在喷管内可以形成高速射流，大幅提高沸腾产生的气体脱离速度，同时在喷管内部形成高速对流换热，在低压换热流道内形成高速雾状喷射散热，极大的增强了换热器结构的换热能力，能够使换热器结构达到很高的临界热流密度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本发明实施例爆炸结构示意图；

图2为本发明实施例剖面结构示意图；

其中，1.第一换热部，2.喷管部，3.第二换热部，4.介质入口，5.第一凹槽，6.第一微肋阵，7.喷管，8.第二微肋阵，9.第二凹槽，10.介质出口，11.外部热源。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。