[发明专利]相变微胶囊流体脉动热管及其系统

说明书

本发明提供了一种相变微胶囊流体脉动热管及其系统，包括：闭式回路型脉动热管以及充灌在闭式回路型脉动热管中的工质，工质为以改性石蜡为芯材、以三聚氰胺甲醛树脂为壁材的相变微胶囊流体，所述改性石蜡的相变温度为30℃。通过本发明的相变微胶囊流体脉动热管可以大幅降低传热热阻，提高传热效率。

技术领域

本发明涉及脉动热管领域，尤其涉及一种相变微胶囊流体脉动热管及其系统。

背景技术

脉动热管(pulsating heat pipe)是一种新型热管，具有结构简单，成本低等优点。最早由Akachi于上世纪90年代提出，现在已经成功用于电子设备进行冷却。脉动热管内的工质由于受到表面张力影响，在槽道内形成随机分布的汽、液塞。在蒸发段，工质蒸发形成汽泡，随之迅速膨胀和升压，推动工质流向低温冷凝段，汽泡冷凝并收缩破裂，压力下降。由于两段存在压差以及相邻槽道之间压力的不平衡，工质在蒸发段和冷凝段之间振荡流动，从而实现热量传递。

众多影响脉动热管运行特性的参数中，工质的选择、充液率和脉动热管倾斜角度是影响脉动热管传热性能的主要因素。近年来，也有不少研究学者在工质对脉动热管传热性能的影响方面进行了广泛研究。微胶囊相变材料是微胶囊技术应用于复合相变材料制备而得到的新型复合相变材料。由于发生相变的物质被封闭在球形胶囊中，从而可有效的解决相变材料的泄露、相分离以及腐蚀性等问题，因而具有改善相变材料的性能乃至拓宽潜热技术应用领域的重要价值。现有技术中对采用微胶囊相变蓄热流体为工质的脉动热管的研究比较少，尤其是对于传热效率的提高方面。

发明内容

本发明提供了一种相变微胶囊流体脉动热管及其系统，通过以改性石蜡作为相变微胶囊的芯材、以三聚氰胺甲醛树脂作为相变微胶囊流体工质的壁材，以大幅降低脉动热管系统的传热热阻。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

本发明的一方面提供了一种相变微胶囊流体脉动热管，包括：闭式回路型脉动热管以及充灌在闭式回路型脉动热管中的工质，所述的工质为以改性石蜡为芯材、以三聚氰胺甲醛树脂为壁材的相变微胶囊流体，所述改性石蜡的相变温度为30℃。

优选地，相变微胶囊流体粒径为3μm，质量浓度为1％。

优选地，闭式回路型脉动热管的工质充灌量为50％。

优选地，闭式回路型脉动热管的倾角为90°。

本发明的另一方面提供了一种相变微胶囊流体脉动热管系统，其特征在于，包括：脉动热管加热子系统、脉动热管冷却子系统、动态数据采集系统和闭式回路型脉动热管；

所述的脉动热管加热子系统用于对所述闭式回路型脉动热管的加热端加热；

所述的脉动热管冷却子系统用于对所述闭式回路型脉动热管的冷凝端冷却；

所述的动态数据采集系统包括分别设置在所述闭式回路型脉动热管的加热端、绝热端和冷凝端的热电偶，用于测量所述闭式回路型脉动热管的加热端、绝热端和冷凝端的平均温度；

所述的闭式回路型脉动热管中的工质为以改性石蜡为芯材、以三聚氰胺甲醛树脂为壁材的相变微胶囊流体，所述改性石蜡的相变温度为30℃。

优选地，相变微胶囊流体粒径为3μm，质量浓度为1％。

优选地，闭式回路型脉动热管的工质充灌量为50％。

优选地，闭式回路型脉动热管的倾角为90°。

优选地，脉动热管加热子系统包括盘在所述闭式回路型脉动热管的加热端的电阻丝，通过控制电阻丝的温度改变所述闭式回路型脉动热管的温度。

优选地，脉动热管冷却子系统包括进水管、出水管以及包覆在所述闭式回路型脉动热管的冷却端的水浴，所述进水管和出水管分别与所述水浴连通。