專利名稱：納米流體振蕩熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米流體振蕩熱管，屬于熱交換技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
熱管技術(shù)已在各個(gè)領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，對(duì)于特定的工作液體，只有當(dāng)熱管內(nèi)徑細(xì)小，滿足d<2σg(ρl-ρg)]]>d熱管內(nèi)徑(m)σ工作液體表面張力(N/m)ρl工作液體液相密度(kg/m3)ρg工作液體氣相密度(kg/m3)g重力加速度(kg/ms2)熱管才符合毛細(xì)尺寸管要求，工作液體才有可能形成汽液栓塞振蕩流動(dòng)，成為振蕩熱管。振蕩熱管的概念是由Cotter于1983年首次提出。為了加強(qiáng)振蕩熱管的傳熱性能，不少學(xué)者在近幾年進(jìn)行了一些研究工作。例如1999年Lee等人對(duì)振蕩熱管的可視化研究發(fā)現(xiàn)封閉循環(huán)振蕩熱管內(nèi)部工作液可形成循環(huán)流動(dòng)，換熱特性比不封閉的好。Lin等對(duì)直段內(nèi)徑為1.75mm、彎段內(nèi)徑6.35mm、40個(gè)彎段、總長(zhǎng)4.46米的銅/FC-72、銅/FC-75封閉循環(huán)熱管進(jìn)行了試驗(yàn)研究；Schneider等對(duì)刻于板上的三角形槽形成的封閉循環(huán)熱管、Ponnappan對(duì)有網(wǎng)狀吸液芯的四邊形槽形成的封閉循環(huán)熱管進(jìn)行試驗(yàn)研究等等。他們研究集中在不同吸液芯結(jié)構(gòu)、不同強(qiáng)化表面截面形狀及不同工作液的振蕩熱管的性能研究。在中國(guó)近年來(lái)亦已開(kāi)始對(duì)循環(huán)振蕩熱管的運(yùn)行體制進(jìn)行研究。振蕩熱管是由一根長(zhǎng)的毛細(xì)尺寸管彎曲成的管路，管內(nèi)充注有工作液體。在目前有兩種，一種是管路兩端各自封閉的為不封閉循環(huán)的振蕩熱管，如圖1；另一種是管路兩端相連通則為封閉循環(huán)的振蕩熱管，如圖2。熱管一端為蒸發(fā)段，工作液被加熱、蒸發(fā)、沸騰，汽泡發(fā)生、長(zhǎng)大，另一端為冷凝段，工作液被冷卻、冷凝，汽泡凝聚、破裂。由于管徑細(xì)小，表面張力作用顯著，管內(nèi)形成隨機(jī)振蕩的汽液栓塞流動(dòng)。借助于這樣的流動(dòng)，相比單純的散熱片導(dǎo)熱，振蕩熱管具有了良好的傳熱特性，相比其他單相、兩相流動(dòng)散熱，它不需要泵、閥門(mén)，不耗能，運(yùn)行安靜可靠。應(yīng)用于電子、微電子設(shè)備冷卻等方面具有發(fā)展?jié)摿?。在?duì)振蕩熱管工作介質(zhì)研究中，都是對(duì)單組分液體或多組分液體的研究，至今尚沒(méi)有人提出采用添加微小固體顆粒的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了進(jìn)一步提高振蕩熱管的傳熱性能，將納米流體作為振蕩熱管的工作介質(zhì)。
隨著納米材料科學(xué)的迅速發(fā)展，一些學(xué)者已開(kāi)始嘗試將納米顆粒與流體混合，制成納米顆粒懸浮液，強(qiáng)化對(duì)流換熱，給強(qiáng)化傳熱技術(shù)帶來(lái)了蓬勃生機(jī)。由于納米顆粒粒徑一般小于100納米，與大顆粒相比，更易于形成穩(wěn)定的懸浮液。在流動(dòng)狀態(tài)下，具有優(yōu)異的流體跟隨性。這使得固體顆粒不會(huì)對(duì)流體的泵送功能產(chǎn)生特別嚴(yán)重的負(fù)面影響，又可以明顯改變流體的熱量傳輸特性，為用于強(qiáng)化微細(xì)尺度對(duì)流換熱創(chuàng)造了條件。因此，納米顆粒與流體混合，制成納米顆粒懸浮液即納米流體，作為一種新興的傳熱工質(zhì)，其強(qiáng)化傳熱特性已為許多研究所證實(shí)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是利用納米流體強(qiáng)化微細(xì)尺度通道傳熱特性，進(jìn)一步提高振蕩熱管的傳熱性能。其方案是在振蕩熱管中充注有納米流體。熱管上端置有風(fēng)冷、液體冷卻或半導(dǎo)體制冷的裝置。使用時(shí)，需要散熱的元件貼附在熱管的下端，依靠熱管將需要散熱的元件的熱量傳遞到上端風(fēng)、液體或半導(dǎo)體中。用加納米流體的振蕩熱管比不加納米流體的振蕩熱管的傳熱性能提高至少10％左右。


圖1為不封閉循環(huán)的振蕩熱管；圖2為封閉循環(huán)的振蕩熱管。
具體實(shí)施例方式
對(duì)圖1、圖2兩種振蕩熱管充注納米流體，需要散熱的元件貼附在熱管的下端，在熱管上端置有風(fēng)冷、液體冷卻或半導(dǎo)體制冷的裝置。
權(quán)利要求
1.一種納米流體振蕩熱管，其特征在于，在振蕩熱管中充注有納米流體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種納米流體振蕩熱管，屬于熱交換技術(shù)領(lǐng)域。它是利用納米流體強(qiáng)化微細(xì)尺度通道傳熱特性，進(jìn)一步提高振蕩熱管的傳熱性能。其方案是在振蕩熱管中充注有納米流體，熱管上端置有風(fēng)冷、液體冷卻或半導(dǎo)體制冷的裝置。根據(jù)上述方案的納米流體振蕩熱管，使用時(shí)，把需要散熱的元件貼附在熱管的下端，依靠熱管將需要散熱的元件的熱量傳遞到上端風(fēng)、液體或半導(dǎo)體中。用加納米流體的振蕩熱管比不加納米流體的振蕩熱管的傳熱性能提高至少10％左右。
文檔編號(hào)F28D15/02GK1493841SQ0213768
公開(kāi)日2004年5月5日 申請(qǐng)日期2002年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月29日
發(fā)明者崔曉鈺, 翁建華, 羅行 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)