本發(fā)明涉及散熱部件，尤其涉及一種基于射流微通道混合散熱板。

背景技術(shù)：

隨著超大規(guī)模集成電路、聚光光伏、激光、雷達(dá)等行業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)高熱流密度器件散熱的需求也越來越高。這不僅要維持器件有較低的溫度，還要維持良好的溫度均勻性，以使器件能夠正常的工作。

單純的微通道散熱技術(shù)不僅壓降大，而且流體沿流動(dòng)方向的溫度升高而造成均溫效果差。對(duì)于單純的射流散熱技術(shù)，射流沖擊區(qū)域外的換熱系數(shù)會(huì)急劇下降，造成整體均溫效果差。當(dāng)多股射流以陣列方式散熱時(shí)，相鄰射流之間會(huì)產(chǎn)生干擾，使得兩股射流交匯區(qū)域的換熱系數(shù)下降，進(jìn)而造成均溫效果差。將微通道散熱技術(shù)和射流散熱技術(shù)相結(jié)合，整合了兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，具有降溫效果顯著、均溫效果好、壓降小等優(yōu)點(diǎn)。

目前射流微通道混合散熱技術(shù)，所采用的通道截面形狀為矩形或圓形，尚未有截面形狀為梯形通道的使用情況。我們采用cfd軟件，經(jīng)過模擬計(jì)算發(fā)現(xiàn)，在相同的泵功率和熱負(fù)荷的條件下，與矩形通道和圓形通道相比較，梯形通道具有更好的散熱效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種傳熱效果好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的基于射流微通道混合散熱板。在相同的泵功率和熱負(fù)荷的條件下，與矩形通道和圓形通道相比較，梯形通道具有更好的散熱效果。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于射流微通道混合散熱板，包括金屬基板1、金屬蓋板3；

在金屬基板1上刻有數(shù)條截面形狀呈梯形的梯形微通道2；

金屬蓋板3蓋合在微通道2上；金屬蓋板3的邊緣與金屬基板1的邊緣密封連接；

金屬蓋板3上開有與梯形微通道2相對(duì)應(yīng)的射縫4；

在對(duì)發(fā)熱器件進(jìn)行冷卻時(shí)，冷卻工質(zhì)從射縫4被噴射進(jìn)入梯形微通道2中，依靠射流的沖擊作用和梯形微通道2中的二次流作用進(jìn)行換熱。

所述金屬基板1上的梯形微通道2呈平行分布，相鄰梯形微通道2之間的間隔為0.4mm；

所述金屬蓋板3上的射縫4呈平行分布，相鄰射縫4之間的間隔為1.6mm。

所述射縫4的寬度與梯形微通道2的下底寬度相等。

所述梯形微通道2為正梯形結(jié)構(gòu)，其上底寬為1.6mm，下底寬為0.4mm，高度為1.5mm。

所述射縫4為矩形結(jié)構(gòu)，其長(zhǎng)度為3mm，寬度為0.4mm。

所述金屬基板1的整體厚度為2.5mm，金屬蓋板3的厚度為1mm。

所述金屬基板1與金屬蓋板3均為矩形結(jié)構(gòu)。

所述冷卻工質(zhì)為水。

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：

在相同泵功率和熱負(fù)荷的條件下，與具有相同截面積的矩形通道和圓形通道相比，梯形通道具有更低的底面溫度和更小的底面溫差。而且，隨著熱負(fù)荷的增加，梯形通道的冷卻效果會(huì)更加明顯。同樣，當(dāng)采用較大的泵功率時(shí)，梯形的冷卻效果會(huì)更加顯著。

本發(fā)明技術(shù)手段簡(jiǎn)便易行，獲得了在相同的泵功率和熱負(fù)荷的條件下，與矩形通道和圓形通道相比較，梯形通道具有更好的散熱效果。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有常用矩形通道散熱板示意圖。

圖2為現(xiàn)有常用圓形通道散熱板示意圖。

圖3為本發(fā)明基于射流微通道混合散熱板示意圖。

圖4為本發(fā)明截面示意圖。

圖5為本發(fā)明梯形微通道計(jì)算所采用的局部網(wǎng)格分布。

圖6為常用矩形通道計(jì)算所采用的局部網(wǎng)格分布。

圖7為常用圓形通道計(jì)算所采用的局部網(wǎng)格分布。

圖8為泵功率(p＝0.2w)，不同底面熱通量條件下，三種通道形狀散熱板底面溫度對(duì)比。

圖9為泵功率(p＝0.2w)，不同底面熱通量下，三種通道形狀散熱板底面溫差對(duì)比。

圖10為熱通量(q＝250w)，不同泵功率，三種通道形狀散熱板底面溫度對(duì)比。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步具體詳細(xì)描述。

實(shí)施例

本發(fā)明公開了一種基于射流微通道混合散熱板，包括金屬基板1、金屬蓋板3；

在金屬基板1上刻有數(shù)條截面形狀呈梯形的梯形微通道2；

金屬蓋板3蓋合在微通道2上；金屬蓋板3的邊緣與金屬基板1的邊緣密封連接；

金屬蓋板3上開有與梯形微通道2相對(duì)應(yīng)的射縫4；

在對(duì)發(fā)熱器件進(jìn)行冷卻時(shí)，冷卻工質(zhì)從射縫4被噴射進(jìn)入梯形微通道2中，依靠射流的沖擊作用和梯形微通道2中的二次流作用進(jìn)行換熱。

所述金屬基板1上的梯形微通道2呈平行分布，相鄰梯形微通道2之間的間隔為0.4mm；

所述金屬蓋板3上的射縫4呈平行分布，相鄰射縫4之間的間隔為1.6mm。

所述射縫4的寬度與梯形微通道2的下底寬度相等。

所述梯形微通道2為正梯形結(jié)構(gòu)，其上底寬為1.6mm，下底寬為0.4mm，高度為1.5mm。

所述射縫4為矩形結(jié)構(gòu)，其長(zhǎng)度為3mm，寬度為0.4mm。

所述金屬基板1的整體厚度為2.5mm，金屬蓋板3的厚度為1mm。

所述金屬基板1與金屬蓋板3均為矩形結(jié)構(gòu)。

所述冷卻工質(zhì)為水。

采用商用cfd軟件對(duì)具有相同截面積的梯形通道、矩形通道和圓形通道，以水為工質(zhì)，在相同的泵功率和熱負(fù)荷的條件下，進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，梯形通道具有更低的底面溫度和更小的底面溫差。而且，隨著熱負(fù)荷的增加，梯形通道的冷卻效果會(huì)更加明顯；同樣，當(dāng)采用較大的泵功率時(shí)，梯形的冷卻效果也會(huì)更加顯著。

表1：不同熱通量下，與矩形通道和圓形通道相比，梯形通道優(yōu)化效果

表2：不同泵功率下，與矩形通道和圓形通道相比，梯形通道優(yōu)化效果

如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。

本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于射流微通道混合散熱板，包括金屬基板、金屬蓋板；在金屬基板上刻有數(shù)條截面形狀呈梯形的梯形微通道；金屬蓋板蓋合在微通道上；金屬蓋板的邊緣與金屬基板的邊緣密封連接；金屬蓋板上開有與梯形微通道相對(duì)應(yīng)的射縫；在對(duì)發(fā)熱器件進(jìn)行冷卻時(shí)，冷卻工質(zhì)從射縫被噴射進(jìn)入梯形微通道中，依靠射流的沖擊作用和梯形微通道中的二次流作用進(jìn)行換熱。在相同泵功率和熱負(fù)荷的條件下，與具有相同截面積的矩形通道和圓形通道相比，梯形通道具有更低的底面溫度和更小的底面溫差。而且，隨著熱負(fù)荷的增加，梯形通道的冷卻效果會(huì)更加明顯。同樣，當(dāng)采用較大的泵功率時(shí)，梯形的冷卻效果會(huì)更加顯著。

技術(shù)研發(fā)人員：汪雙鳳;張衍俊;丁普賢
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華南理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.15
技術(shù)公布日：2017.09.12