在毛細微槽群復合相變取熱器內表面加工許多微槽道,形成微槽群結構,利用微細尺度復合相變強化換熱機理,實(shí)現在狹小空間內,對小體積的高熱流密度及大功率的器件的高效率地取熱。毛細微槽群復合相變取熱器取出的熱量由蒸汽經(jīng)蒸汽回路輸運到遠程的高效微結構凝結器中,在微結構冷凝器內微細尺度凝結槽群結構表面上進(jìn)行高強度微尺度蒸汽凝結放熱。冷凝器凝結所釋放的熱量可迅捷地擴散到微細尺度凝結槽群結構表面,并經(jīng)壁面向外傳導到微結構冷凝器的外壁的肋表面上,通過(guò)與外界環(huán)境進(jìn)行對流換熱將熱量釋放到環(huán)境中去。凝結液通過(guò)凝結液體回路,在壓力梯度作用流回到微槽群復合相變取熱器。從而實(shí)現系統自身取熱與放熱的高效率、無(wú)功耗的封閉循環(huán),達到器件冷卻的目的。微槽群復合相變取熱器的取熱面與電力電子器件緊密接觸,其內表面刻有許多復合相變微槽道,集成為復合相變微槽群。微槽群復合相變取熱器中有少量的具有一定汽化潛熱的液體工質(zhì)。液體工質(zhì)在微槽群自身結構所形成的毛細壓力梯度的作用下沿微槽流動(dòng),同時(shí)在微槽中形成擴展彎月面薄液膜蒸發(fā)和厚液膜核態(tài)沸騰的高強度微細尺度復合相變強化換熱過(guò)程,使液體工質(zhì)變成蒸汽,利用汽化潛熱帶走電力電子器件工作時(shí)產(chǎn)生的巨大熱量,從而將器件的工作溫度降低并控制在理想的范圍內。微槽群復合相變冷卻系統由小尺寸取熱元件(微槽群復合相變取熱器)、熱量及流體輸運管路、遠程放熱元件(遠程微結構凝結器)部分構成。其中,熱量及流體輸運管路包括輸運熱量的蒸汽回路和輸運凝結液的凝結液回路兩部分,分別將微槽群復合相變取熱器和遠程微結構凝結器連接起來(lái),形成一個(gè)對外封閉的微負壓循環(huán)系統。微槽群復合相變取熱器取出的巨大熱量由蒸汽在系統的蒸發(fā)與凝結壓差作用下經(jīng)蒸汽回路輸運到遠程微結構凝結器中,在微結構凝結器內腔中的微細尺度凝結槽群結構表面上進(jìn)行高強度微尺度蒸汽凝結放熱。蒸汽凝結所釋放的熱量由微細尺度凝結槽群結構表面經(jīng)壁面向外傳導到微結構凝結器外壁的肋表面上或外壁上的冷卻水通道群中(注:微結構凝結器壁面將外界環(huán)境和冷卻水與微結構凝結器內部隔開(kāi),外界環(huán)境和冷卻水與微結構凝結器中的凝結液不接觸),通過(guò)與外界環(huán)境進(jìn)行的空氣(自然或強制)對流換熱或與冷卻水通道群中的冷卻水進(jìn)行單相強制對流換熱,最終散失到外界環(huán)境中。而凝結液則通過(guò)凝結液回路,借助于重力和系統微細尺度槽群結構所產(chǎn)生的壓力梯度作用,流回到微槽群復合相變取熱器中。從而整個(gè)系統按照由微槽群復合相變取熱器、蒸汽回路、遠程微結構凝結器、凝結液回路再回到微槽群復合相變取熱器的順序形成一個(gè)具有工質(zhì)單向性流動(dòng)的、液-汽-液相變取熱和放熱模式的無(wú)功耗循環(huán)(被動(dòng)式循環(huán)),達到使發(fā)熱的大功率電力電子器件冷卻的目的
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