微纳尺度毛细芯吸液特性

为提高相变传热中毛细芯的吸液性能,以4种粒度(d_a=556 nm~73.8μm)的球形铜粉并添加不同体积分数的Na_2CO_3(φ=0%~40%),用粉末烧结的方法制备不同规格的毛细芯,采用红外热成像法测定液体在其内部的爬升高度,用高速摄影捕捉液滴被吸入的运动过程,以此为基础对微纳尺度毛细芯的吸液特性进行研究。结果表明:不同的颗粒直径及掺盐比可使毛细芯内部结构产生明显的差异,从而显著影响毛细芯的毛细特性和液体在其内部的爬升高度。当φ=0%时,与d_a=556 nm的毛细芯相比,d_a=73.8μm的毛细芯中液体的爬升高度增加约373 mm;而对d_a=24.1μm的毛细芯,最佳掺盐比φ=30%,液体所达到的最大爬升高度约518 mm,相比φ=0%的毛细芯,液体爬升高度提升45%。液滴被吸入的运动过程表明,由于纳米级毛细芯的毛细吸力较大,在液滴吸入初期可使其产生较大的变形,但由于渗透率较小导致完全吸入液滴所用时间较长,可见毛细芯吸液过程是毛细吸力和渗透率协同作用的结果,可通过调节金属粉末直径和掺盐比获得最优性能。     

超亲/疏水性表面池沸腾传热研究

为研究超亲/疏水性表面对沸腾传热的影响,用H₂O₂氧化的方式制备了超亲水表面,用氨水加高分子修饰的方式制备了超疏水表面。在常压下以蒸馏水为工质,采用高速摄影仪对其进行了池沸腾传热实验。结果表明,超疏水表面亲气疏水,在沸腾起始点易于产生气泡,且气泡不易脱离,此时壁面过热度ΔTs仅为2.4K,但随热流密度的增大,气泡易于聚合,所产生的大气泡阻碍了传热的进行,传热开始恶化,临界热流密度（CHF）较低;而H₂O₂氧化的表面由于刀片状微纳结构的存在,增加了表面的粗糙度,不仅增大了相变传热表面积、增加了核化点数量,而且具有超亲水特性,气泡脱离频率较大,大大强化了沸腾传热,最大换热系数约是光表面的1.7倍,且相应地提高了CHF,可达131.0W/cm²,表现出较好的传热特性。     

锥形毛细芯平板热管传热特性研究

随着机械电子设备的不断发展,热管理问题面临越来越严重的挑战,为解决此问题,根据仿生学原理,以天鹅绒竹芋表面微观凸起结构为设计依据,以纳米尺度铜粉为材料烧结制备锥形毛细芯,构造新型平板热管,并以去离子水为工质对其热性能进行研究。研究加热功率、平板热管放置角度及毛细芯氧化与未氧化等因素对平板热管传热特性的影响。结果表明,由于锥形毛细芯多尺度孔隙结构的存在,不仅实现蒸汽从大尺度孔隙逸出,液体从小孔隙吸入,而且缩短了液体流动路径,减小了流动阻力,同时扩大了换热面积,因此大大提高了平板热管的传热性能。锥形毛细芯平板热管具有较好的传热性能及抗重力特性。毛细芯经氧化处理后可显著减小平板热管的换热热阻,提高平板热管的传热性能,在热流密度为107.1 W/cm2时,其总热阻最小值为0.079 K/W。     

沸腾传热结构化表面与多尺度协同研究进展

介绍沸腾传热的工作原理,分析国内外文献提出的微结构表面对沸腾传热的影响,阐述多尺度协同强化沸腾传热的国内外研究状况,指出多尺度结构表面由于能够协同沸腾传热过程中蒸汽溢出和液体吸入对结构尺度的不同需求,而对沸腾传热有较为显著的强化作用。     

多尺度复合毛细芯环路热管的传热特性

为解决环路热管在蒸发腔不同区域对于毛细芯孔径尺度和热导率的不同需求, 制备了一种多尺度复合毛细芯环路热管, 并在不同加热功率、放置角度和冷却方式下对环路热管进行了热性能测试。实验发现该环路热管具有较好的传热性能, 在200 W加热功率下, 蒸发腔壁面中心温度T_c最低仅为64℃。与风冷方式相比, 冰冷方式可以显著强化环路热管的传热性能, 降低T_c和热阻。热阻最低为0.19 K·W^-1。同时冰冷方式也有利于改善均温性。当加热功率不同时, 放置角度对环路热管温度及热阻的影响有所不同。另外, 多尺度复合毛细芯的应用有效地降低了热泄漏。随着加热功率的增加, 放置角度不同的LHP的热泄漏变化趋势不同。     

并行多通道大功率LED回路热管散热器

为解决大功率LED散热问题,构造了一种一体化并 行多通道大功率LED回路热管散热器。利用水作为工质,在不同加热功率、不同倾斜角以及 不同充液比条件下对该新结构热管散热器的热性 能进行了研究。结果表明,这种新结构热管散热器不仅能使散热器上下底板处于均温状态, 而且当芯片加 热功率达到200W时,芯片加热面中心最高温度不超过71.8℃;倾斜角度对热管换热性能影响不大;在一 定加热功率范围内,新结构热管散热器的热阻随加热功率的增大而减小,当芯片加热功率达 到240W时, 热阻最小,最小可达0.19K/W。构造的一体化并行多通道大功率LED 回路热管散热器具有很好的传热性能,并提高了承载高热流密度的能力。