[发明专利]一种基于迪恩涡的微通道换热器

说明书

本发明公开了一种基于迪恩涡的微通道换热器，该换热器包括盖板、波纹微通道板、等压供排液回路板与底板。盖板为平直的高导热金属板；波纹微通道板为刻蚀加工有波纹微通道的硅板；等压供排液回路板为线切割加工有供排液回路的硅板；底板为焊接有供液接头的金属板。盖板、波纹微通道板、等压供排液回路板与底板四种结构通过键合工艺静电吸附在一起组成微通道换热器。该微通道换热器内的波纹结构可诱发迪恩涡，促进微通道换热器内流体的传热过程，减少微通道换热器的流动压力损失。

技术领域

本发明属于强化换热领域，特别是一种基于迪恩涡效应的微通道换热器。

背景技术

微通道换热器是一类流体通道直径在0.3mm～2mm间的高效换热器，可以在较小空间中提供极大的换热面积，实现高热流密度传热过程。并且，由于微通道内流体分子排布较为规律，其传热过程较管道流体传热过程更为高效，具有较大的发展潜力。目前给出的微通道换热器，如专利号CN111900143A与专利号CN209896047U的微通道换热器，采用了平直微通道换热结构，其传热效果一般，需要较大的工质流速并产生较大流动功损失，难以满足大功率激光器与电子设备表面热流密度1000W/cm²以上的换热需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于迪恩涡效应的微通道换热器。迪恩涡是流体在弯曲流道中流动时受曲率效应影响而产生的涡流，该涡流使流体的速度场与压力场重新分配，有助于提高流体传热传质性能。本发明利用波纹微通道及等压供排液回路诱发微通道内的迪恩涡流，以在低流动阻力下，满足微通道换热器表面的高热流密度换热需要，并维持发热设备正常工作。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种基于迪恩涡的微通道换热器，包括依次设置的盖板、波纹微通道板、等压供排液回路板及基板；

所述波纹微通道板上设多个等间隔平行设置的波纹形的微通道，用于产生迪恩涡；

所述等压供排液回路板上分别设有多组相互平行的主供液通道与主排液通道；

主供液通道与主排液通道间隔交错设置，相邻主供液通道与主排液通道的间隔距离为波纹形的微通道的一个波动周期；

主供液通道与主排液通道均与波纹微通道相交；

每个主供液通道上等间隔的设置有多个供液分通道，供液分通道向远离主供液通道的供液端口方向依次变长；

每个主排液通道上等间隔的设置有多个排液分通道，排液分通道向远离主排液通道的出液端口依次变长；

相邻供液分通道、相邻排液分通道的间隔距离均为相邻波纹微通道的间隔距离；

所述供液分通道、排液分通道均与波纹微通道相交，相交位置均为波纹微通道的平直段位置，且与平直段内的液体流向平行；

所述基板用于供液和排液。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)本发明通过波纹微通道结构诱发了微通道内流体的迪恩涡，在相同压力损失下获得了更好的传热效果；

(2)通过等压供排液回路，使得波纹微通道两端的供液压力一致，在微通道换热器内产生了相同强度的迪恩涡流，均匀分配了微通道换热器的换热能力。

附图说明

图1为微通道换热器盖板正等轴测图。

图2为微通道换热器波纹微通道板正等轴测图。

图3为微通道换热器等压供液回路板正等轴测图及俯视图。

图4为微通道换热器波纹微通道板与等压供液回路板相对位置图。

图5为微通道换热器基板正等轴测图。