[实用新型]多通道并联回路型脉动热管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种脉动热管。特别是涉及一种适用于电子功率器件的冷却散热的多通道并联回路型脉动热管。

背景技术

脉动热管(Pulsating Heat Pipe)又称为振荡热管(Oscillating Heat Pipe)，上世纪90年代由日本学者H.Akachi提出，是一种结构简单但机理复杂的两相流传热器件，通常由毛细管弯曲绕制而成，根据管端连接与否分为开路型和回路型，如图1所示。管路抽真空并充灌部分容积的工作介质，由于表面张力作用，毛细管中会形成汽塞-液塞相间的随机分布的状态。脉动热管的一端(蒸发段)加热，另一端(冷凝段)冷却，热量就会通过管内工作介质的两相振荡流动进行传递，如图2所示，其传热效果是传统热管的几十倍。

众多影响脉动热管运行特性的参数中，结构参数是重要的一类，包括管路形式，管路长度，管截面形状、尺寸，管路弯数等。近年来，不少研究人员针对结构参数对脉动热管传热特性的影响进行了研究。相关文献研究表明，回路型脉动热管中工作介质由于存在单向的循环流动，其传热性能明显优于开路型脉动热管，因而更多的实验研究和应用都集中于回路型脉动热管；中国专利ZL200510001979.5及ZL200410030574.X中分别介绍了通过调整相邻管路的管径及管路横截面实现回路型脉动热管的换热强化。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种具有高传热限、低传热阻特性的多通道并联回路型脉动热管。

本实用新型所采用的技术方案是：一种多通道并联回路型脉动热管，包括有由液塞与汽塞随机相间分布的连通管和由液塞与汽塞随机相间分布的集连管，在两条平行设置的集连管之间设置有多条等长的连通管，所述的两条集连管与多条连通管相连通。

所述的两条集连管和多条连通管的管径满足：

0.7σ(ρliq-ρvap)·g≤D≤1.8σ(ρliq-ρvap)·g]]>

式中：σ为工质表面张力，ρ_lin为工质液相密度，ρ_vap为工质气相密度，D表示管径。

所述的集连管和连通管的工作介质充灌率为30％～70％。

所述的多条连通管中的一个或集连管上设置充液阀。

本实用新型的多通道并联回路型脉动热管，传热极限高、传热阻低，且结构简单。具有如下有益效果：

(1)易启动、运行稳定。加热段连通的集连管内有平衡压力的作用，相对于传统回路而言，启动时不需克服相邻管之间汽塞受热膨胀形成的阻力；运行过程中也不易产生局部的干烧现象，恶化传热；

(2)高传热限，如图4、5所示，随着传热量增大，本实用新型的多通道并联回路型脉动热管热阻逐渐减小且降幅变化率较小(如图4)，而传统回路型脉动热管中虽传热量增大，热阻降幅越来越小，且热量增大到一定程度出现热阻的增加现象(如图5)；

(3)低传热阻，如图4、5所示，以丙酮作为工作介质时，传热量达到100W后，本实用新型的多通道并联回路型脉动热管热阻仍然不断降低，而传统回路型热管传热出现恶化，热阻上升；以酒精为工作介质时，传热量达到100W后，本实用新型的多通道并联回路型脉动热管热阻不断降低且明显低于0.4℃/W，而传统回路型热管热阻几乎不再改变维持在0.4℃/W。

附图说明

图1是现有技术的脉动热管结构示意图，