[发明专利]基于弹性湍流的超低流阻微通道液冷换热器及其制造方法

权利要求书

1.基于弹性湍流的超低流阻微通道液冷换热器，其特征在于，包括散热底板(1)和盖板(10)，散热底板(1)和盖板(10)键合密封；

散热底板(1)上设置有工质入口(2)、分液区(3)、若干周期性弯曲-变截面的微槽道(4)、集液区(5)以及工质入口(2 )；其中，工质入口(2)设置在散热底板(1)一端，工质出口(6)设置在散热底板(1)的另一端，分液区(3)与工质入口(2)相连通，周期性弯曲-变截面的微槽道(4)一端与分液区(3)相连通，另一端与集液区(5)相连通，集液区(5)与工质出口(6)相连通，相邻微槽道(4)之间设置有微槽道间隔(9)；

工质入口(2)中的工质为高分子聚合物溶液或表面活性剂溶液；

微槽道(4)呈S形；微槽道(4)沿工质流动方向的左侧壁面型线(7)满足正弦函数微槽道(4)沿流动方向的右侧壁面型线(8)满足正弦函数y₁和y₂的周期和相位相同，幅值A₁≠A₂。

2.根据权利要求1所述的基于弹性湍流的超低流阻微通道液冷换热器，其特征在于，高分子聚合物为聚丙烯酰胺、聚乙烯氧化物或聚异丁烯，表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵或N,N,N-三甲胺-N'-油酸酰亚胺。

3.根据权利要求1所述的基于弹性湍流的超低流阻微通道液冷换热器，其特征在于，高分子聚合物溶液或表面活性剂溶液的质量浓度为0.001％～0.1％。

4.根据权利要求1所述的基于弹性湍流的超低流阻微通道液冷换热器，其特征在于，微槽道(4)的水力直径为d₀＝50～500μm。

5.根据权利要求1所述的基于弹性湍流的超低流阻微通道液冷换热器，其特征在于，微槽道(4)的宽度分布满足最窄处为W_min＝a，a＝30～200μm，最宽处为W_max＝│A₁-A₂│+a，幅值A₁和A₂满足A₂A₁5A₂。

6.根据权利要求1所述的基于弹性湍流的超低流阻微通道液冷换热器，其特征在于，微槽道间隔(9)的宽度满足D₀＝30～200μm，微槽道间隔(9)的最小宽度D_min＝30～100μm。

7.根据权利要求1所述的基于弹性湍流的超低流阻微通道液冷换热器，其特征在于，散热底板(1)和盖板(10)的材质均为硅、碳化硅或铝；分液区(3)与工质入口(2)之间以及集液区(5)与工质出口(6)之间均采用圆弧过渡。

8.一种如权利要求1-7中任意一项所述的基于弹性湍流的超低流阻微通道液冷换热器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：根据微通道结构，制作掩膜版；

步骤二：在散热底板旋涂光刻胶，利用掩膜版遮挡，然后曝光将掩膜版上的二维微通道图形转移至散热底板表面，最后采用反应离子刻蚀工艺，利用反应气体，完成微槽道的制备；

步骤三：采用阳极键合工艺完成散热底板(1)和盖板(10)的密封连接。