一種具有超親水吸液芯的自清潔熱管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有超親水吸液芯的自清潔熱管，屬于熱交換技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]熱管是一種依靠自身內(nèi)部工作液體相變實(shí)現(xiàn)熱量傳遞的元件，它利用液體的蒸發(fā)和冷凝使熱量快速傳遞。同時(shí)它可以通過很小的橫截面積遠(yuǎn)距離輸送熱量而無需外加動(dòng)力。正是由于熱管自身優(yōu)良的傳熱性能，熱管在太陽能供暖、電子設(shè)備冷卻、化學(xué)化工、航空航天等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
[0003]熱管主要依靠管內(nèi)吸液芯獲得毛細(xì)力實(shí)現(xiàn)熱量傳遞，吸液芯驅(qū)使的傳熱介質(zhì)回流直接影響著傳熱效率，因此有必要進(jìn)一步對(duì)吸液芯進(jìn)行改善，實(shí)現(xiàn)高效傳熱。
[0004]對(duì)于長期暴露在空氣中的熱管，其外表面很容易吸附灰塵，這增加了熱管受熱面熱阻，降低了傳熱性能。同時(shí)清潔表面雜質(zhì)需耗費(fèi)大量人力、物力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于此，有必要提供一種可實(shí)現(xiàn)高效傳熱的自清潔熱管。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下。
[0007]—種具有超親水吸液芯的自清潔熱管，包括管殼、超親水吸液芯、超疏水薄膜。所述管殼材質(zhì)為銅、不銹鋼等；所述管殼為密閉空腔；所述的密閉空腔內(nèi)含有超親水吸液芯和傳熱介質(zhì)；所述超親水吸液芯覆在密閉空腔的內(nèi)表面上；所述超親水吸液芯包括吸液芯和超親水薄膜兩部分；所述超親水吸液芯為絲網(wǎng)吸液芯；所述超親水薄膜在絲網(wǎng)吸液芯表面；所述超親水薄膜表面粗糙結(jié)構(gòu)厚度在50 ~ 500 nm之間；所述超親水薄膜表面粗糙結(jié)構(gòu)頂部直徑在1 ~ 200 nm之間；所述超親水薄膜表面粗糙結(jié)構(gòu)頂部間距在10 ~ 100 nm之間。所述超疏水薄膜覆在密閉空腔的外表面上；所述超疏水薄膜厚度在50 ~ 500 nm之間；所述超疏水薄膜以高導(dǎo)熱金屬、金屬氧化物、石墨等材料為主。
[0008]本發(fā)明有益效果:所述超親水薄膜，通過納米粗糙結(jié)構(gòu)構(gòu)筑增加了吸液芯的表面積及毛細(xì)作用，因而促進(jìn)熱管蒸發(fā)段的蒸發(fā)、冷凝段的冷凝及液體回流，提高了傳熱性能。所述超疏水薄膜，其表面具有良好的抗粘附性能，表面灰塵可借助雨水沖刷作用清除，因而可以實(shí)現(xiàn)熱管表面的自清潔功能。
【附圖說明】
[0009]圖1是具有超親水吸液芯的自清潔熱管結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖中1為管殼；2為超親水吸液芯；3為超疏水薄膜；4為蒸發(fā)段；5為冷凝段。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施做進(jìn)一步描述。
[0012]管殼1材質(zhì)為銅、不銹鋼等。
[0013]在管殼1內(nèi)表面制備絲網(wǎng)吸液芯。
[0014]對(duì)吸液芯表面進(jìn)行清理后采用化學(xué)浴沉積、電化學(xué)沉積等方法構(gòu)筑超親水薄膜。為增加表面浸潤性，該薄膜以具有明顯的粗糙度的納米結(jié)構(gòu)為主。
[0015]將管殼1抽真空后灌入適當(dāng)?shù)膫鳠峤橘|(zhì)，然后封閉管口，形成封閉空間。
[0016]對(duì)管殼1外表面進(jìn)行清理后采用化學(xué)浴沉積、磁控濺射等方法構(gòu)筑超疏水薄膜3。為減少熱阻，該薄膜以高導(dǎo)熱金屬及金屬氧化物、石墨等材料為主。
[0017]當(dāng)熱管內(nèi)蒸發(fā)段4受熱時(shí)，熱管中的換熱介質(zhì)在超親水吸液芯表面迅速汽化，蒸氣在微小的壓力差下流向冷凝段5，并且釋放出熱量。此時(shí)液滴在冷凝段超親水吸液芯2表面快速冷凝融合，通過毛細(xì)作用，液滴回流到蒸發(fā)段4。通過這種快速循環(huán)，熱量可以被源源不斷地傳導(dǎo)開來。
[0018]通過吸液芯表面超親水薄膜的構(gòu)筑，增加了表面積，促進(jìn)蒸發(fā)段熱量的傳遞速率。
[0019]通過熱管內(nèi)超親水吸液芯的構(gòu)筑，增加了表面潤濕性，促進(jìn)液體在內(nèi)壁的快速冷凝融合及向蒸發(fā)段的回流。
[0020]熱管外表面的超疏水薄膜可以降低液滴在熱管表面潤濕性，液滴在熱管表面以珠狀形式存在，可以迅速離開且?guī)ё弑砻婊覊m，實(shí)現(xiàn)自清潔性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有超親水吸液芯的自清潔熱管，包括管殼、超親水吸液芯、超疏水薄膜三部分；其特征在于:管殼為密閉空腔，超親水吸液芯覆在密閉空腔的內(nèi)表面上，超疏水薄膜覆在密閉空腔的外表面上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自清潔熱管，其特征在于:所述管殼材質(zhì)為銅或不銹鋼。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自清潔熱管，其特征在于:所述管殼的密閉空腔內(nèi)含有超親水吸液芯和傳熱介質(zhì)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自清潔熱管，其特征在于:所述超親水吸液芯包括吸液芯和超親水薄膜兩部分。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自清潔熱管，其特征在于:所述超親水吸液芯為絲網(wǎng)吸液芯。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自清潔熱管，其特征在于:所述超親水吸液芯為超親水薄膜覆在吸液芯表面上。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自清潔熱管，其特征在于:所述超親水薄膜表面粗糙結(jié)構(gòu)厚度在50?500nm之間，頂部直徑在1?200 nm之間，頂部間距在10?lOOnm之間。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自清潔熱管，其特征在于:所述超疏水薄膜包覆在管殼外表面上，厚度在50?500nm之間。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自清潔熱管，其特征在于:所述的超疏水薄膜材料為高導(dǎo)熱金屬、金屬氧化物或石墨。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種具有超親水吸液芯的自清潔熱管，包括管殼、超親水吸液芯、超疏水薄膜三部分。所述管殼為密閉空腔；所述的密閉空腔內(nèi)含有超親水吸液芯和傳熱介質(zhì)；所述超親水吸液芯包括吸液芯和超親水薄膜兩部分；所述吸液芯為絲網(wǎng)吸液芯；所述超親水薄膜在絲網(wǎng)吸液芯表面；所述超親水薄膜表面粗糙結(jié)構(gòu)厚度在50~500nm之間；所述超親水薄膜表面粗糙結(jié)構(gòu)頂部直徑在1~200nm之間；所述超親水薄膜表面粗糙結(jié)構(gòu)頂部間距在10~100nm之間。所述管殼外表面覆有超疏水薄膜；所述超疏水薄膜厚度在50~500nm之間。所述超親水吸液芯通過納米尺度粗糙結(jié)構(gòu)構(gòu)筑，可提高熱管傳熱性能；所述超疏水薄膜具有抗粘附性，可解決熱管外表面的積灰問題，實(shí)現(xiàn)自清潔。本實(shí)用新型有效的提高了熱管的自清潔及傳熱性能。
【IPC分類】F28D15/02
【公開號(hào)】CN205066524
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520387557
【發(fā)明人】史繼媛, 趙蔚琳, 劉寶, 董立龍, 段廣彬
【申請(qǐng)人】濟(jì)南大學(xué)
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年6月8日