一種新型高傳熱性能的微型熱管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳熱技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種制造簡(jiǎn)單、高效傳熱的微型熱管。
【背景技術(shù)】
[0002]微型熱管作為有效的傳熱元件之一，被廣泛應(yīng)用于航天航空領(lǐng)域、微電子元件散熱領(lǐng)域。它是利用內(nèi)部相變工作介質(zhì)快速熱傳遞的性質(zhì)實(shí)現(xiàn)熱量傳遞。具有質(zhì)量輕、體積小、無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，能在微重力下穩(wěn)定的工作性能，同時(shí)還具有優(yōu)越的導(dǎo)熱性能和恒溫特性。
[0003]現(xiàn)有微型熱管內(nèi)部無(wú)吸液芯，主要依靠管壁內(nèi)壁的特殊形狀區(qū)域獲得毛細(xì)流動(dòng)驅(qū)動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)熱量傳遞，傳熱效果仍有待進(jìn)一步提高和優(yōu)化。
[0004]隨著納米技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展，納米技術(shù)表現(xiàn)出卓越的性能，將納米技術(shù)應(yīng)用在微型熱管中，可以進(jìn)一步提高微型熱管的傳熱效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種新型高傳熱性能的微型熱管，應(yīng)用納米技術(shù)強(qiáng)化傳熱效率。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:
一種新型高傳熱性能的微型熱管，包括中空密封殼體，所述中空密封殼體的內(nèi)壁面具有尖角區(qū)域，所述中空密封殼體內(nèi)充有工作介質(zhì)，所述中空密封殼體的內(nèi)壁表面筑有納米陣列結(jié)構(gòu)。
[0007]作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述中空密封殼體長(zhǎng)10?50mm、橫截面為50?2000 ym2的三邊形、四邊形或多邊形。
[0008]作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述中空密封殼體一端為吸熱段，一端為放熱段，中間為絕熱段。
[0009]作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述中空密封殼體的內(nèi)壁面尖角區(qū)域形狀為非圓形。
[0010]作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述密封殼體內(nèi)的工作介質(zhì)為納米流體。
[0011]作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述納米陣列結(jié)構(gòu)直徑為10?50nm、高度為50 ?200nm。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明在于微型熱管的密封殼體內(nèi)壁面上有構(gòu)筑的納米陣列結(jié)構(gòu)，通過(guò)納米結(jié)構(gòu)增加表面積及毛細(xì)作用，促進(jìn)微型熱管加熱段上傳熱介質(zhì)的蒸發(fā)和放熱段上的冷凝，進(jìn)而提高傳熱性能。
[0013]本發(fā)明在微型熱管內(nèi)的密封殼體充有微量具有良好潤(rùn)濕性的納米流體作為傳熱介質(zhì)，進(jìn)一步強(qiáng)化微型熱管的熱量傳遞。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明橫截面為三邊形的微型熱管結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明橫截面為三邊形的微型熱管內(nèi)壁結(jié)構(gòu)截面示意圖；
圖3為本發(fā)明橫截面為四邊形的微型熱管結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明橫截面為四邊形的微型熱管內(nèi)壁結(jié)構(gòu)截面示意圖；
圖5為本發(fā)明橫截面為多邊形的微型熱管結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為本發(fā)明橫截面為多邊形的微型熱管內(nèi)壁結(jié)構(gòu)截面示意圖；
圖7為本發(fā)明微型熱管A-A向剖面原理示意圖；
圖中:1、吸熱段；2、中間絕熱段；3、放熱段；4、密封殼體；5、傳熱介質(zhì)；6、納米陣列(為了突出納米結(jié)構(gòu)，視圖中納米結(jié)構(gòu)有所放大)。
具體實(shí)施方法
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施作進(jìn)一步描述:
微型熱管的中空密封殼體材料為銅或其它高導(dǎo)熱金屬。
[0015]微型熱管的中空密封殼體內(nèi)的傳熱介質(zhì)為含有金屬及金屬氧化物等納米顆粒的水基納米流體。
[0016]對(duì)微型熱管密封殼體4的內(nèi)表面進(jìn)行清理后采用化學(xué)浴沉積、磁控濺射等方法在管內(nèi)壁構(gòu)筑納米陣列結(jié)構(gòu)6。為減少熱阻，該納米結(jié)構(gòu)以高導(dǎo)熱金屬及金屬氧化物為主，納米結(jié)構(gòu)直徑為10?50nm、高度為50?200nmo
[0017]將微型熱管密封殼體抽真空后灌入適當(dāng)?shù)募{米流體傳熱介質(zhì)，然后封閉管口，形成封閉空間。
[0018]當(dāng)微型熱管的密封殼體吸熱段I受熱時(shí)，密封殼體中的納米流體傳熱介質(zhì)迅速汽化，蒸汽在微小的壓力差下流向放熱段3，在放熱段冷凝，并且釋放出熱量，通過(guò)毛細(xì)作用，傳熱介質(zhì)回流到蒸發(fā)段3。通過(guò)這種快速循環(huán)，熱量可以被源源不斷地傳導(dǎo)開(kāi)來(lái)。
[0019]本發(fā)明通過(guò)在熱管內(nèi)構(gòu)筑納米陣列結(jié)構(gòu)6，有效增加了結(jié)構(gòu)表面積，促進(jìn)了蒸發(fā)段的熱通量傳遞速率，構(gòu)筑納米陣列結(jié)構(gòu)6還增加了毛細(xì)管壓力，促進(jìn)了傳熱介質(zhì)流通，益于傳熱介質(zhì)向蒸發(fā)段回流。在密封殼體內(nèi)，加入傳熱介質(zhì)納米流體5，增加了傳熱介質(zhì)的導(dǎo)熱能力，更提高了微型熱管的傳熱效率。
[0020]當(dāng)然，上述說(shuō)明并非對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)做出的變化、改型、添加或替代，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型高傳熱性能的微型熱管，包括中空密封殼體，所述中空密封殼體的內(nèi)壁面具有尖角區(qū)域，所述中空密封殼體內(nèi)充有工作介質(zhì)，所述中空密封殼體的內(nèi)壁表面筑有納米陣列結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型熱管，其特征在于:所述中空密封殼體長(zhǎng)10?50_、橫截面為50?2000 μm2的三邊形、四邊形或多邊形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型熱管，其特征在于:所述中空密封殼體一端為吸熱段，一端為放熱段，中間為絕熱段。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型熱管，其特征在于:所述中空密封殼體的內(nèi)壁面尖角區(qū)域形狀為非圓形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型熱管，其特征在于:所述中空密封殼體內(nèi)的工作介質(zhì)為納米流體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型熱管，其特征在于:所述納米陣列結(jié)構(gòu)直徑為10?50nm、高度為 50 ?200nm。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種新型高傳熱性能的微型熱管，包括中空密封的殼體。所述中空密封的殼體包括吸熱段、中間絕熱段與放熱段，所述中空密封殼體長(zhǎng)10～50mm、橫截面為50～2000μm2的三邊形、四邊形或多邊形，所述中空密封殼體的內(nèi)壁面形狀為具有非圓形的尖角區(qū)域形，所述中空密封殼體內(nèi)充有納米流體工作介質(zhì)，所述中空密封殼體的內(nèi)壁表面筑有直徑為10～50nm、高度為50～200nm的納米陣列結(jié)構(gòu)，本發(fā)明有效的提高了微型熱管的傳熱性能。
【IPC分類】F28D15-04
【公開(kāi)號(hào)】CN104880110
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510153812
【發(fā)明人】趙蔚琳, 劉寶, 董立龍, 段廣彬
【申請(qǐng)人】濟(jì)南大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年4月2日