CN111059945A - 一种分级微槽道平板热管 - Google Patents

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CN111059945A CN201911344870.XA CN201911344870A CN111059945A CN 111059945 A CN111059945 A CN 111059945A CN 201911344870 A CN201911344870 A CN 201911344870A CN 111059945 A CN111059945 A CN 111059945A
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杨悦
李洪伟
尹丹丹
洪文鹏
杜长河
卢国龙
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/04—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure
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Abstract

本发明涉及一种分级微槽道平板热管，其特点是：它包括上平板和下平板，所述上平板的上表面沿周设置向上凸起的凸台，凸台沿周闭合、中间形成凹下的内腔，在上平板的内腔中设置若干条相互平行的高棱，在相邻的两条高棱之间设置若干条与高棱平行的低棱，相互平行的高棱和低棱构成上平板内腔的分级微槽道，以增加上平板内腔的表面积，所述下平板与上平板具有相同的结构和尺寸，上平板和下平板内腔相对、密封固连为一体，构成分级微槽道平板热管，其对应的分级微槽道构成平板热管的毛细芯。

Description

一种分级微槽道平板热管
技术领域
本发明涉及热管技术领域，是一种分级微槽道平板热管。
背景技术
热管具有热阻小、热响应快、均温性好、热效率高等优点，已经成为各类高热流密度设备的主要散热元件。为此许多研究人员针对平板热管的性能优化展开了大量研究。而热管内部的毛细芯不仅是工作流体吸收热源热量并进行蒸发的主要位置，还为冷凝液提供毛细力和流动路径，以帮助冷凝液回流到蒸发段。因此毛细结构的设计对于微型平板热管的强化传热具有重要意义。传统结构的毛细芯限制了热管的进一步发展，如何改进毛细芯的性能已经成为了目前研究的重点
平板热管的毛细芯主要有槽道式、丝网式、烧结式，而槽道式平板热管因其具有易于加工的特点而被广泛应用。现有的槽道结构如矩形槽道、三角形槽道、梯形槽道等已经无法为平板热管的性能优化提供进一步的帮助。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的缺点，提供一种分级微槽道平板热管。
本发明解决技术问题采用的方案是：一种分级微槽道平板热管，其特征是：它包括上平板和下平板，所述上平板的上表面沿周设置向上凸起的凸台，凸台沿周闭合、中间形成凹下的内腔，在上平板的内腔中设置若干条相互平行的高棱，在相邻的两条高棱之间设置若干条与高棱平行的低棱，相互平行的高棱和低棱构成上平板内腔的分级微槽道，以增加上平板内腔的表面积，所述下平板与上平板具有相同的结构和尺寸，上平板和下平板内腔相对、密封固连为一体，构成分级微槽道平板热管，其对应的分级微槽道构成平板热管的毛细芯。
所述若干条相互平行的高棱均布设置，其最外侧的两条高棱分别与相邻的凸台固连为一体。
所述高棱和所述低棱均为直线型。
所述高棱和所述低棱的截面均为矩形。
所述高棱与所述低棱的高度比为1:0.4。
所述高棱与所述低棱的宽度相同。
所述高棱的高度与宽度比为1:1。
所述低棱的高度与宽度比为0.4:1。
所述高棱与所述低棱之间的间距和相邻的低棱之间的间距均与高棱或低棱的宽度相同。
本发明的有益效果是：其以相互平行的高棱和低棱构成上平板或下平板的分级微槽道、对应的分级微槽道构成平板热管的毛细芯的结构，取得了轴向温差明显小于常规矩形槽道热管、启动时间也短于常规矩形槽道热管的有益效果，其热力性能优于常规矩形槽道平板热管，弥补了热管倾斜放置时热力性能减弱的缺陷。具有结构简单、成本低廉、易于加工、热力性能优良、效果显著的优点。
附图说明
图1是本发明分级微槽道平板热管的主视示意图；
图2是本发明分级微槽道平板热管的俯视示意图；
图3是本发明分级微槽道平板热管的下平板剖面示意图；
图4是本发明分级微槽道平板热管的三维结构示意图；
图5是图4的局部放大示意图；
图6是本发明分级微槽道平板热管的热管外壁面温度的采集试验的试验***图；
图7是本发明分级微槽道平板热管与常规矩形槽道平板热管的轴向温差对比图；
图8是本发明分级微槽道平板热管的热阻对比图；
图9是本发明分级微槽道平板热管的轴向壁温分布图。
图中：1下平板，2上平板，3低棱，4高棱，5内腔，6凸台，7恒温水箱，8蠕动泵，9直流电源，10电力监测仪，11加热板，12数据收集器，13水冷板，14绝热棉。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
参见图1～9，实施例1，本实施例一种分级微槽道平板热管，它包括上平板2和下平板1，所述上平板2的上表面沿周设置向上凸起的凸台6，凸台6沿周闭合、中间形成凹下的内腔5，在上平板2的内腔5中设置若干条相互平行的直线型高棱4，高棱4均布设置，其最外侧的两条高棱4分别与相邻的凸台6固连为一体，在相邻的两条高棱4之间设置若干条与高棱4平行的直线型低棱3，高棱4和低棱3的截面均为矩形，相互平行的高棱4和低棱3构成上平板2内腔5的分级微槽道，以增加上平板2内腔5的表面积，所述下平板1与上平板2具有相同的结构和尺寸，上平板2和下平板1内腔5相对、密封固连为一体，构成分级微槽道平板热管，其对应的分级微槽道构成平板热管的毛细芯。
所述高棱4高度和宽度均为0.5mm。
所述低棱3的高度为0.2mm、宽度为0.5mm。
所述高棱4与所述低棱3之间的间距和相邻的低棱3之间的间距均为0.5mm。
本实施例采用现有技术制造。
对本实施例的分级微槽道平板热管进行热管外壁面温度的采集试验与计算，从而对热管进行热力性能分析，其试验装置结构为：将本实施例的热管上端伸入水冷板13内、下端伸入加热板11内，然后在本实施例的热管及其水冷板13和加热板11的外周包覆一层绝热棉14，将水冷板13的入口和出口均分别与恒温水箱7的出水口和入水口连通，在恒温水箱7的出水口和水冷板13的入口之间设置蠕动泵8，将加热板11与直流电源9电连接，在加热板11与直流电源9之间设置电力监测仪10，在本实施例的热管中部设置数据采集器12，所述的数据采集器12为八个安装在上平板2的PT100热电偶，以监测热管外壁面在加热过程中的温度变化，设置采样时间为10min，采样频率为1秒采集5个。当热管外壁面中心点温度在30s内的温度变化不超过0.5゜C时，认为热管达到平衡状态。对采集到的温度进行计算分析，得到分级微槽道和常规矩形槽道平板热管的轴向温差对比图、分级微槽道平板热管热阻对比图和分级微槽道平板热管轴向壁温分布图，见图7～图9。
由图7可知，本实施例的分级微槽道平板热管的轴向温差要明显小于常规矩形槽道热管，启动时间也短于常规矩形槽道热管，分级微槽道平板热管的性能更优。
由图8可知，重力对本实施例的分级微槽道平板热管的热阻影响较大，热管倾斜45゜放置时热阻值最小。
由图9可知，本实施例的分级微槽道平板热管的最高壁温发生在倾斜角度45゜时，45゜倾斜角度时热管的均温性最好。
综上所述，本实施例的分级微槽平板热管的热力性能要优于常规矩形槽道平板热管，分级微槽道平板热管在45゜倾斜角度放置时表现出优秀的性能，弥补了热管倾斜放置时热力性能减弱的缺憾。
本发明不局限于本具体实施方式，对于本领域技术人员来说，不经过创造性劳动的简单复制和改进均属于本发明权利要求所保护的范围。

Claims (9)

1.一种分级微槽道平板热管，其特征是：它包括上平板和下平板，所述上平板的上表面沿周设置向上凸起的凸台，凸台沿周闭合、中间形成凹下的内腔，在上平板的内腔中设置若干条相互平行的高棱，在相邻的两条高棱之间设置若干条与高棱平行的低棱，相互平行的高棱和低棱构成上平板内腔的分级微槽道，以增加上平板内腔的表面积，所述下平板与上平板具有相同的结构和尺寸，上平板和下平板内腔相对、密封固连为一体，构成分级微槽道平板热管，其对应的分级微槽道构成平板热管的毛细芯。
2.如权利要求1所述的一种分级微槽道平板热管，其特征是：所述若干条相互平行的高棱均布设置，其最外侧的两条高棱分别与相邻的凸台固连为一体。
3.如权利要求1所述的一种分级微槽道平板热管，其特征是：所述高棱和所述低棱均为直线型。
4.如权利要求1所述的一种分级微槽道平板热管，其特征是：所述高棱和所述低棱的截面均为矩形。
5.如权利要求1所述的一种分级微槽道平板热管，其特征是：所述高棱与所述低棱的高度比为1:0.4。
6.如权利要求1所述的一种分级微槽道平板热管，其特征是：所述高棱与所述低棱的宽度相同。
7.如权利要求1所述的一种分级微槽道平板热管，其特征是：所述高棱的高度与宽度比为1:1。
8.如权利要求1所述的一种分级微槽道平板热管，其特征是：所述低棱的高度与宽度比为0.4:1。
9.如权利要求1所述的一种分级微槽道平板热管，其特征是：所述高棱与所述低棱之间的间距和相邻的低棱之间的间距均与高棱或低棱的宽度相同。
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