[发明专利]含有翼型分流肋的双效强化换热微通道热沉

说明书

公开了一种含有翼型分流肋的换热微通道热沉，其包括多个换热微通道，换热微通道具有用于传热的底表面以及相对于底表面的顶表面，多个分流模块位于进口段和出口段之间，分流模块设于换热微通道中以将其分为上流道和下流道，翼型分流肋几何形状为具有第一圆弧表面的扇形体和具有第一斜表面的三棱柱的组合结构，顶面由第一圆弧表面及自第一圆弧表面延伸的第一斜表面构成，凹槽自顶表面向远离底表面方向凹进，凹槽具有第二圆弧表面及自第二圆弧表面延伸的第二斜表面，凹槽与顶面之间构成上流道；多个合流段在流动方向上设于翼型分流肋之后，其位于下一个翼型分流肋之前。

技术领域

本发明属于微通道散热技术领域，特别是一种含有翼型分流肋的换热微通道热沉。

背景技术

高热流密度电子器件的散热问题制约5G等技术的发展，若不及时有效降低芯片表面温度，将导致器件性能迅速衰退。微通道热沉具有体积小、重量轻、比表面积大、单位面积换热强度高的优点，可以用于加快芯片散热，然而现有微通道热沉仍无法满足极端热流密度下的散热需求。

在光滑微通道中引入不同流道结构可以产生更好的流动效果，而设计肋片可增大换热面积并降低换热热阻，增强换热性能。特别的，如图1所示的一种无动力相变散热装置，其内设置有并排布置的单向导通管路，每组管路包括首尾对接的特斯拉阀，冷却工质在通过特斯拉阀时吸收大量热量并带出。但是，该技术存在两点不合理之处：首先，特斯拉阀的布置有待改进，在相同热流面面积下，纵向布置的特斯拉阀型肋数量和通道数量都较少，所形成的换热面积很小。其次，现有的特斯拉阀主要作用是单向流动，强化换热效果不好。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种含有翼型分流肋的换热微通道热沉，利用上流道流体分流后的泵压和重力两种动力冲击下流道流体，促进上流道流体与下流道流体混合，加快底部流体排出，增强合流段的换热效果；分段布置翼型分流肋，实现对全段的全覆盖强化换热。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现，一种含有翼型分流肋的换热微通道热沉包括多个换热微通道所述换热微通道含有多个翼型分流肋；

每个换热微通道具有用于传热的底表面以及相对于所述底表面的顶表面，所述换热微通道自所述底表面垂直延伸到所述顶表面的通道截面积为微米级；

每个换热微通道包括：

进口段，其位于换热微通道的前端以导入流体；

出口段，其位于换热微通道的末端以导出流体；

分流模块，其位于所述进口段和出口段之间，所述分流模块设于所述换热微通道中以将其分为上流道和下流道；

所述分流模块包括：

翼型分流肋，其几何形状为具有第一圆弧表面的扇形体和具有第一斜表面的三棱柱的组合结构，所述第一圆弧表面朝向所述进口段，所述第一斜表面朝向所述出口段，所述组合结构具有水平底面和顶面，所述水平底面在垂直方向上高于所述底表面且两者之间的间隔构成下流道，所述顶面由所述第一圆弧表面及自所述第一圆弧表面延伸的第一斜表面构成；

凹槽，其自所述顶表面向远离底表面方向凹进，所述凹槽具有第二圆弧表面及自所述第二圆弧表面延伸的第二斜表面，所述第二圆弧表面与所述第一圆弧表面间隔第一预定距离且所述第二圆弧表面与所述第一圆弧表面共圆心，所述第二斜表面平行于所述第一斜表面且所述第二斜表面间隔所述第一斜表面第二预定距离，所述凹槽与所述顶面之间构成上流道；

合流段，其在流动方向上设于所述翼型分流肋之后，其位于下一个翼型分流肋之前。

所述的含有翼型分流肋的换热微通道热沉中，翼型分流肋的扇形体的来流攻角为30°-90°，三棱柱的出口角度为30°-45°。