本實用新型專利技術公開了一種采用脈動流及泡沫金屬板強化散熱裝置，包括脈動泵、熱沉室、積液腔和冷卻器，所述脈動泵通過液體流入管將冷卻液送入積液腔連接，積液腔通過分液器將冷卻液噴入到熱沉室，熱沉室通過液體排出管將換熱后的液體送入冷卻器中冷卻，脈動泵通過連接管從冷卻器吸入冷卻后的冷卻液；所述熱沉室包含泡沫金屬板、換熱載板和蓋板，所述換熱載板與高熱流密度器件連接，所述泡沫金屬板與換熱載板固定連接，分液器與蓋板頂部垂直連接。本實用新型專利技術中的脈動流配合雙層泡沫金屬結構能夠增大工質的橫向和縱向擾動和摻混，熱邊界層不斷重組，同時在擾動過程中由于壓力的變化會導致空化和渦旋的形成，能夠大大的提高換熱效率。
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及一種采用脈動流及泡沫金屬板強化散熱裝置，屬于工業散熱領域。
技術介紹
近年來，由于工業的飛速發展，對電子設備的散熱和換熱要求越來越高，發熱功率已經超過了 lOOW/cm2。從目前的研究看，電子芯片的散熱目前主要是采用風冷、液冷、熱管和微通道等方式。風冷散熱方式難以應對高熱流密度器件的挑戰；熱管散熱模組受到攜帶極限和干涸極限等現象的限制；對于液冷散熱，一般是在穩態工況下進行。
技術實現思路
技術目的:為了克服現有技術中存在的不足，本技術提出一種采用脈動流及泡沫金屬板強化散熱裝置，并采用垂直沖刷方式，使流動和換熱的場協同達到更佳，這樣可大幅度強化流體與換熱載板之間的換熱，同時還能使換熱載板表面溫度分布更為均勻。技術方案:為解決上述技術問題，本技術的一種采用脈動流及泡沫金屬板強化散熱裝置，包括脈動栗、熱沉室、積液腔和冷卻器，所述脈動栗通過液體流入管將冷卻液送入積液腔連接，積液腔通過分液器將冷卻液噴入到熱沉室，熱沉室通過液體排出管將換熱后的液體送入冷卻器中冷卻，脈動栗通過連接管從冷卻器吸入冷卻后的冷卻液；所述熱沉室包含泡沫金屬板、換熱載板和蓋板，所述換熱載板與高熱流密度器件連接，所述泡沫金屬板與換熱載板固定連接，泡沫金屬板通過蓋板形成密封空間，分液器與蓋板頂部垂直連接，蓋板的側面設有與液體排出管連接的圓孔。作為優選，所述泡沫金屬板包括底板，底板上延伸有若干個矩形凸臺，矩形凸臺之間形成橫縱交錯的溝槽，采用這種兩層式泡沫金屬結構有利于脈動流的充分接觸，減少流動阻力，使得溫度場和壓力場的均勻性得到保證，能大大提高換熱效率。作為優選，所述底板的厚度為1mm?2mm，溝槽的深度與底板厚度相同。采用此種結構有利于脈動流體迅速沖刷整個泡沫金屬孔隙，將熱量迅速帶走，使高熱流密度散熱元件的表面溫度分布更為均勻，冷卻時間大大縮短，散熱效率更高，并且流動阻力減小。作為優選，所述泡沫金屬板的金屬孔密度變化范圍為60PPI?100PPI，泡沫金屬孔隙率變化范圍為0.7?0.9。此范圍孔密度以及孔隙率范圍內的泡沫金屬擾流能力強，從結構上更易于脈動流結合。作為優選，所述換熱載板為紫銅，脈動栗為大振幅、低頻率的小型隔膜栗。在現有的脈動研究中，認為大振幅、低頻率具有鋸齒波形的脈動流強化換熱效果最佳，并且所占空間不因過大，依據這個指導基礎進行脈動源的選擇。作為優選，所述積液腔為喇叭形腔體。喇叭形腔體有利于流體均勻沖刷泡沫金屬板作為優選，所述分液器為圓柱筒，冷卻器為循環水冷卻器在本技術中，該裝置主要利用脈動栗產生的脈動流，并在換熱載板上焊接泡沫金屬，并使冷流體垂直沖刷換熱載板上的泡沫金屬。泡沫金屬由于其中存在大量的微小孔隙通道，這樣就可從多重機制上對換熱進行強化，一方面獲得極高的換熱比表面積，另一方面通過脈動加強對流體的擾動和摻混，而且由于冷流體采用垂直沖刷，而不是平行流過換熱載板，其速度場與溫度場夾角近似0度，與場協同換熱強化機理完全符合。這樣，可達到大幅度流體與換熱載板之間的換熱，同時還能達到使其表面溫度分布更為均勻的效果。本技術的強化散熱裝置，針對泡沫金屬的結構以及液體流入與流出端口結構進行了改進，使得將脈動流和泡沫金屬的優點很好的結合，大大提高了散熱效率。本技術的泡沫金屬焊接于換熱載板上，泡沫金屬板上端設置了液體流入管道，對泡沫金屬進行垂直沖刷，流入管道末端與積液腔和積液腔末端的分液器連接；流出管道經主流管道分型成六根支路管道與蓋板底端的開孔進行連接。技術中的泡沫金屬的結構設計以及管道端口結構設計減小了在泡沫金屬中的流動阻力損失，增大了脈動流體與泡沫金屬板的接觸面積，充分利用脈動流縱向沖擊熱邊界層和泡沫金屬強大擾流能力的優點，使得換熱效率大大提高，同時換熱載板的溫度場的分布均勻性得到了保證。有益效果:本技術的采用脈動流及泡沫金屬板強化散熱裝置，采用大振幅、低頻率的脈動流垂直沖刷泡沫金屬，并采用垂直沖刷泡沫金屬換熱載板，最大化利用場協同效應強化換熱過程；采用上層為分塊、下層整體的泡沫金屬，能夠大大增加對流換熱面積，減小流動阻力，使溫度分布更為均勻；大振幅、低頻率的脈動流配合上雙層泡沫金屬結構能夠增大工質的橫向和縱向擾動和摻混，熱邊界層不斷重組，同時在擾動過程中由于壓力的變化會導致空化和渦旋的形成，這些機制能夠大大的提高換熱效率；所選用的隔膜栗和循環水冷卻器體積小，效率高，使系統壽命大大提高同時節省出相應的空間。【附圖說明】圖1為本技術的整體結構示意圖；圖2為本技術的積液腔的結構示意圖；圖3為本技術中泡沫金屬板結構示意圖。圖中:1、高熱流密度器件，2、蓋板，3、積液腔，5、冷卻器，7、液體排出管，8、液體流入管，9、脈動栗，10、分液器，11、熱沉室出口，12、泡沫金屬板，13、連接管。【具體實施方式】下面結合附圖對本技術作更進一步的說明。如圖1至圖3所示，本技術的一種采用脈動流及泡沫金屬板強化散熱裝置，包括脈動栗9、熱沉室、喇叭形腔體的積液腔3和冷卻器5，所述脈動栗9通過液體流入管8將冷卻液送入積液腔3連接，積液腔3通過圓柱筒狀的分液器10將冷卻液噴入到熱沉室，熱沉室通過液體排出管7將換熱后當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種采用脈動流及泡沫金屬板強化散熱裝置，其特征在于：包括脈動泵、熱沉室、積液腔和冷卻器，所述脈動泵通過液體流入管將冷卻液送入積液腔連接，積液腔通過分液器將冷卻液噴入到熱沉室，熱沉室通過液體排出管將換熱后的液體送入冷卻器中冷卻，脈動泵通過連接管從冷卻器吸入冷卻后的冷卻液；所述熱沉室包含泡沫金屬板、換熱載板和蓋板，所述換熱載板與高熱流密度器件連接，所述泡沫金屬板與換熱載板固定連接，泡沫金屬板通過蓋板形成密封空間，分液器與蓋板頂部垂直連接，蓋板的側面設有與液體排出管連接的圓孔。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：張東輝，丁玉鑫，陳寧，吳明發，張鳳梅，劉文豪，郭駿，呂成悅，
申請(專利權)人：江蘇科技大學，
類型：新型
國別省市：江蘇;32
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。