[发明专利]一种高效减阻强化微通道换热器装置

说明书

本发明提供了一种高效减阻强化换热微通道换热器装置；其包括一基板和盖板，基板阵列有多个曲面减阻单元，减阻单元由扩张腔和收缩腔组成。通过优化微通道内流体的速度矢量方向与速度梯度夹角，降低了系统压降，在消耗相同泵功相同换热量的情况下，减少了流动阻力，达到高效减阻强化换热效果。本发明通过优化微通道内部几何拓扑曲面实现微通道减阻，应用本技术方案可实现以较小的流动阻力为代价强化微通道换热性能。

技术领域

本发明涉及换热器领域，特别是一种高效减阻强化微通道换热器装置。

背景技术

流动在传热领域具有重要的应用价值，微通道换热器具有体积小、质量轻、易封装、可用于毫米甚至微米级的高热流密度热源，因此被广泛应用于半导体、航空、电子等高科技领域。

但常规的微通道强化传热方法通常以增强流体换热为目标，在换热得到强化的同时，流体的流动阻力也大幅增加。如果在保持一定流体换热强度的前提下，尽可能减小流体的流动阻力，则可设计出性能优良高效低阻的微通道换热器。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种能保持一定流体换热强度，且减小流体的流动阻力的高效减阻强化微通道换热器装置。

本发明采用如下技术方案：

一种高效减阻强化微通道换热器装置，包括换热器本体，该换热器本体设有若干微通道、进水口和出水口，若干微通道与进水口和出水口连通，其特征在于：该微通道还设有若干减阻单元，该减阻单元设有扩张腔和收缩腔，该扩展腔设有进水孔，该收缩腔设有出水孔，且扩展腔的曲率和长度分别大于收缩腔的曲率和长度，扩张腔和收缩腔的斜率乘积为负。

所述减阻单元的截面为三角形或曲率不等的半圆形或波长不等的波纹形或多段不同曲率拟合的曲面。

所述微通道内的所述减阻单元的排列方向与流体流动方向平行或垂直。

所述减阻单元位于所述微通道侧壁或底壁。

所述换热器本体设有盖板和基板，所述盖板设有所述进水口，所述基板设有所述出水口，所述微通道位于基板上。

所述减阻单元位于所述盖板或所述基板上。

所述盖板和基板的材质为金属、高分子材料或半导体。

所述微通道为采用微铣销、注塑、铸造、激光加工或刻蚀中的一种或多种加工而成。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明基于流体流动的场协同原理，在微通道内部控制流体沿着与速度梯度相反的方向流动，使得系统的欧拉数最小，在获得相同换热效果的同时，具有最小的流动阻力小，实现了高效换热的目的。

本发明通过在微通道内部设置不同曲率的曲面组成的减阻单元。减阻单元分别由扩张腔和收缩腔组成，扩张腔的速度梯度的绝对值大于收缩腔的速度梯度的绝对值，因此减阻单元内流体流动的总速度矢量与总速度梯度的乘积小于零，实现了降低流动阻力的目的。

附图说明

图1为本发明结构图；

图2为本发明基板结构图(实施例一)；

图3为图2的的A-A剖视图；

图4为图3的Ⅰ处放大图；

图5为本发明基板的结构图(实施例二)；

图6为图5的侧视图；

图7为图5的Ⅱ处放大图；

其中：10、盖板，20、基板，30、微通道，31、进水口，32、出水口，33、减阻单元，34、扩张腔，35、收缩腔。