BR112012029534B1

BR112012029534B1 - heat exchange equipment and method

Info

Publication number: BR112012029534B1
Application number: BR112012029534-9A
Authority: BR
Inventors: Scott Davis
Original assignee: Forced Physics Llc
Priority date: 2010-05-23
Filing date: 2011-05-20
Publication date: 2021-03-02
Also published as: RU2566874C2; US20130153182A1; IL223148A0; AU2011258652A2; EP2577210A1; CN102985781A; BR112012029534A2; CN102985781B; AU2011258652A1; JP2013528275A; RU2012153238A; SG185705A1; BR112012029534B8; CA2800209A1; WO2011149780A1

Abstract

EQUIPAMENTO, SISTEMAS E MÉTODOS DE TROCA DE CALOR E ENERGIA São proporcionados materiais, componentes e métodos que são dirigidos para a fabricação e utilização de microcanais com um fluido para um sistema de troca de calor, onde a temperatura e o fluxo do fluido é controlado, em parte, através da geometria macroscópica do canal em microescala e a configuração de pelo menos uma parte da parede do canal em microescala e as partículas constituintes que formam o fluido. Além disso, a parede do canal em microescala e as partículas constituintes são configurados de tal forma que as colisões entre as partículas constituintes e a parede são substancialmente especulares. Elementos de aceleração e de desaceleração aqui providos podem ser configurados com canais em microescala, que podem traçar um caminho em geral em espiral.HEAT AND ENERGY EXCHANGE EQUIPMENT, SYSTEMS AND METHODS Materials, components and methods are provided that are directed towards the manufacture and use of microchannels with a fluid for a heat exchange system, where the temperature and fluid flow is controlled, in part, through the macroscopic geometry of the microscale channel and the configuration of at least a part of the microscale channel wall and the constituent particles that form the fluid. In addition, the microscale channel wall and the constituent particles are configured in such a way that the collisions between the constituent particles and the wall are substantially specular. Acceleration and deceleration elements provided here can be configured with microscale channels, which can trace a general spiral path.

Description

DESCRIPTIVE REPORT

[001] Este Pedido reivindica a prioridade ao Pedido Provisório US61/347.446, depositado em 23 de maio de 2010, cujo conteúdo é aqui incorporado por referência. Este Pedido está relacionado ao Pedido copendente US 12/585.981, depositado em 30 de setembro de 2009, cujo conteúdo está incorporado por referência e que, por sua vez, reivindica o benefício do Pedido Provisório US 61/101.227, depositado em 30 de setembro de 2008.[001] This Order claims priority to Provisional Order US61 / 347,446, filed on May 23, 2010, the content of which is incorporated herein by reference. This Order is related to copending Order US 12 / 585,981, filed on September 30, 2009, the content of which is incorporated by reference and which, in turn, claims the benefit of Provisional Order US 61 / 101,227, filed on September 30, 2009 2008.

Field

[002] Os materiais, componentes e métodos consistentes com apresente revelação são dirigidos à fabricação e utilização de canais de microescala com um fluido, em que os canais de microescala estão dispostos de acordo com determinadas configurações macroscópicas, de modo a controlar pelo menos parcialmente a temperatura e o fluxo do fluido.[002] The materials, components and methods consistent with the present disclosure are directed to the manufacture and use of microscale channels with a fluid, in which the microscale channels are arranged according to certain macroscopic configurations, in order to control at least partially the temperature and fluid flow.

Background

[003] Um volume de fluido, tal como ar, pode ser caracterizadopor uma temperatura e pressão. Quando considerado como uma coleção de partículas constituintes compreendendo, por exemplo, moléculas de oxigênio e de nitrogênio, o volume de fluido a uma determinada temperatura pode também ser caracterizado como uma distribuição de velocidades de partículas constituintes. Esta distribuição pode ser caracterizada, em geral, por uma velocidade média a qual é compreendida como tendo uma relação com a temperatura do fluido (como um gás, por exemplo).[003] A volume of fluid, such as air, can be characterized by a temperature and pressure. When considered as a collection of constituent particles comprising, for example, oxygen and nitrogen molecules, the volume of fluid at a given temperature can also be characterized as a velocity distribution of constituent particles. This distribution can be characterized, in general, by an average velocity which is understood to be related to the temperature of the fluid (such as a gas, for example).

[004] Assim sendo, a energia térmica interna de um fluido podeproporcionar uma fonte de energia para aplicações relacionadas a aquecimento e geração de fluxo de fluido.[004] Therefore, the internal thermal energy of a fluid can provide an energy source for applications related to heating and fluid flow generation.

SUMMARY

[005] Em um aspecto, as modalidades podem proporcionar umsistema que utiliza um ou mais canais em microescala (um “microcanal”) configurado para acomodar o fluxo de um fluido e em que as paredes do microcanal e as partículas constituintes no fluido são configuradas de tal forma que as colisões entre as partículas constituintes e as paredes do microcanal sejam substancialmente especulares. Além disso, o microcanal pode ser providenciado numa configuração macroscópica para fornecer pelo menos uma parede com pelo menos uma primeira parte de parede que é pelo menos aproximadamente plana, uma segunda parte de parede que é pelo menos aproximadamente plana, uma terceira parte de parede que é aproximadamente plana, uma primeira parte de parede intermediária e uma segunda parte de parede intermediária, em que o limite da primeira parte de parede é contíguo a um primeiro limite da primeira parte de parede intermediária, um primeiro limite da segunda parte de parede é contíguo a um segundo limite da primeira parte de parede intermediária, um segundo limite da segunda parte de parede é contíguo a um primeiro limite da segunda parte de parede intermediária e um limite da terceira parte de parede é contíguo a um segundo limite da segunda parte de parede intermediária, de tal modo que a primeira parte de parede, a primeira parte de parede intermediária, a segunda parte de parede, a segunda parte de parede intermediária e a terceira parte de parede formam uma parede contígua de uma parte do microcanal. Ainda adicionalmente, as modalidades podem proporcionar que uma primeira normal ao plano aproximado definido pela primeira parte de parede não seja paralela a uma segunda normal ao plano aproximado definido pela segunda parte de parede e também não seja paralela à terceira normal ao plano aproximado definido pela terceira parte de parede e em que a segunda normal também não é paralela à terceira normal. Mais ainda, modalidades podem proporcionar que o ângulo de desvio entre a primeira normal e a segunda normal seja menor do que 90 graus e seja aproximadamente o mesmo que o ângulo de desvio entre a segunda normal e a terceira normal. Em que a separação entre a primeira parte de parede e a segunda parte de parede é de pelo menos N vezes a largura maior do microcanal sobre essa separação (em que N pode ser um número inteiro), o ângulo de desvio entre a primeira normal e a segunda normal pode ser inferior a N/10 graus. Da mesma forma, quando a separação entre a segunda parte de parede e a terceira parte de parede é de pelo menos N vezes a largura maior do microcanal sobre essa separação, o ângulo de desvio entre a segunda normal e a terceira normal pode ser menor do que N/10 graus. Para fins de exemplo apenas, quando a separação entre a primeira parte de parede e a segunda parte de parede (e a separação entre a segunda parte de parede e a terceira parte de parede) é de pelo menos 25 vezes a largura maior do microcanal sobre a separação, o ângulo de desvio entre a primeira normal e a segunda normal, (e a segunda normal e a terceira normal), pode ser inferior a 2,5 graus. Do mesmo modo, para fins de exemplo apenas, quando a distância entre a primeira parte de parede e a segunda parte de parede é de pelo menos 50 vezes maior largura do microcanal sobre esta separação, o ângulo de desvio entre a primeira normal e a segunda normal pode ser menos do que 5 graus.[005] In one aspect, the modalities can provide a system that uses one or more microscale channels (a “microchannel”) configured to accommodate the flow of a fluid and in which the walls of the microchannel and the constituent particles in the fluid are configured accordingly. such that the collisions between the constituent particles and the walls of the microchannel are substantially specular. In addition, the microchannel can be provided in a macroscopic configuration to provide at least one wall with at least one first wall part that is at least approximately flat, a second wall part that is at least approximately flat, a third wall part that is approximately flat, a first intermediate wall part and a second intermediate wall part, where the limit of the first wall part is contiguous to a first limit of the first intermediate wall part, a first limit of the second wall part is contiguous to a second limit of the first intermediate wall part, a second limit of the second wall part is contiguous to a first limit of the second intermediate wall part and a limit of the third wall part is contiguous to a second limit of the second wall part intermediate, such that the first part of the wall, the first part of the intermediate wall, the second part of the wall, a a second part of the intermediate wall and the third part of the wall form a contiguous wall of a part of the microchannel. Still further, the modalities can provide that a first normal to the approximate plane defined by the first wall part is not parallel to a second normal to the approximate plane defined by the second wall part and also is not parallel to the normal third to the approximate plane defined by the third part of the wall and where the second normal is also not parallel to the third normal. Furthermore, modalities can provide that the angle of deviation between the first normal and the second normal is less than 90 degrees and is approximately the same as the angle of deviation between the second normal and the third normal. Where the separation between the first wall part and the second wall part is at least N times the largest width of the microchannel over that separation (where N can be an integer), the angle of deviation between the first normal and the second normal can be less than N / 10 degrees. Likewise, when the separation between the second wall part and the third wall part is at least N times the largest width of the microchannel over that separation, the angle of deviation between the second normal and the third normal may be less than than N / 10 degrees. For purposes of example only, when the separation between the first wall part and the second wall part (and the separation between the second wall part and the third wall part) is at least 25 times the largest width of the microchannel over the separation, the angle of deviation between the first normal and the second normal, (and the second normal and the third normal), may be less than 2.5 degrees. Likewise, for example purposes only, when the distance between the first part of the wall and the second part of the wall is at least 50 times greater width of the microchannel over this separation, the angle of deviation between the first normal and the second normal can be less than 5 degrees.

[006] Em outro aspecto, modalidades podem proporcionar amanipulação da temperatura de fluxo e de um volume de fluido, onde o fluido pode compreender moléculas e pode permitir para a população de níveis vibracionais moleculares através de aquecimento melhorado de um volume do fluido. Quando tais moléculas vibracionalmente excitadas são permitidas relaxar, as modalidades podem permitir a criação e a manipulação de radiação eletromagnética emitida deste modo.[006] In another aspect, modalities can provide the manipulation of the flow temperature and of a fluid volume, where the fluid can comprise molecules and can allow the population of molecular vibrational levels through improved heating of a fluid volume. When such vibrationally excited molecules are allowed to relax, the modalities may allow the creation and manipulation of electromagnetic radiation emitted in this way.

[007] Em outro aspecto, modalidades podem proporcionar amanipulação de fluxo e temperatura de um volume de fluido e podem fornecer aplicações práticas que variam de aquecimento e resfriamento, refrigeração, produção de eletricidade, emissão de luz coerente e não coerente, bombeamento de gás, produção de feixe de partículas e plasma, aceleração de feixe de partículas, processos químicos e outros.[007] In another aspect, modalities can provide the flow and temperature manipulation of a fluid volume and can provide practical applications ranging from heating and cooling, refrigeration, electricity production, coherent and non-coherent light emission, gas pumping, particle and plasma beam production, particle beam acceleration, chemical processes and others.

[008] Outros objetivos e vantagens da presente divulgação serãoapresentados em parte na descrição que se segue e em parte serão óbvios a partir da descrição, ou podem ser compreendidos pela prática de modalidades consistentes com a divulgação. Os objetivos evantagens podem ser realizados e atingidos por meio dos elementos e combinações particularmente apontadas nas Reivindicações anexas.[008] Other objectives and advantages of the present disclosure will be presented in part in the description that follows and in part will be obvious from the description, or can be understood by the practice of modalities consistent with the disclosure. The objectives and advantages can be achieved and achieved by means of the elements and combinations particularly pointed out in the appended Claims.

[009] É para ser entendido que tanto a descrição geral anteriorcomo a descrição detalhada seguinte são apenas exemplificativas e explicativas e não são restritivas da invenção, tal como reivindicada.[009] It is to be understood that both the previous general description and the following detailed description are only exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention, as claimed.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0010] Os desenhos anexos, que são incorporados e constituemuma parte deste Relatório Descritivo, ilustram uma modalidade da divulgação e, juntamente com a descrição, servem para explicar os princípios da divulgação.[0010] The attached drawings, which are incorporated and constitute a part of this Descriptive Report, illustrate a modality of disclosure and, together with the description, serve to explain the principles of disclosure.

[0011] A FIG. 1 ilustra um sistema de troca de calorexemplificativo de acordo com a presente descrição.[0011] FIG. 1 illustrates an exemplary heat exchange system in accordance with the present description.

[0012] A FIG. 2 é uma vista exemplificativa dos microcanais dentrode um elemento de aceleração do sistema da FIG. 1.[0012] FIG. 2 is an exemplary view of the microchannels within an accelerating element of the system of FIG. 1.

[0013] A FIG. 3 é uma ilustração exemplificativa de uma colisãoespecular de acordo com a presente descrição.[0013] FIG. 3 is an exemplary illustration of a special collision in accordance with the present description.

[0014] A FIG. 4 é uma vista exemplificativa dos microcanais dentrode um elemento de desaceleração do sistema da FIG. 1.[0014] FIG. 4 is an exemplary view of the microchannels within a deceleration element of the system of FIG. 1.

[0015] A FIG. 5 representa uma vista exemplificativa de umainterface e um canal de conexão conectando um elemento de aceleração e um elemento de desaceleração do sistema da FIG. 1; e[0015] FIG. 5 represents an exemplary view of an interface and a connection channel connecting an acceleration element and a deceleration element of the system of FIG. 1; and

[0016] A FIG. 6 mostra exemplos de vetores normais para asparedes dos microcanais e os ângulos de desvios dentro de um elemento de aceleração do sistema da FIG. 1.[0016] FIG. 6 shows examples of normal vectors for the microchannel walls and the angles of deviation within an acceleration element of the system of FIG. 1.

DESCRIPTION OF THE MODALITIES

[0017] Será agora feita referência em detalhes à presentemodalidade (modalidade exemplificativa) das características de divulgação, as quais são ilustradas nos desenhos em anexo. Sempre que possível, os mesmos números de referência serão utilizados ao longo dos desenhos para se referir às mesmas partes ou similares.[0017] Reference will now be made in detail to the presentmodality (exemplary modality) of the disclosure characteristics, which are illustrated in the attached drawings. Whenever possible, the same reference numbers will be used throughout the drawings to refer to the same or similar parts.

[0018] A FIG. 1 representa uma vista do sistema de troca de calorexemplificativo 100 consistente com a presente descrição. A bomba 150 é configurada para gerar e/ou manter um fluxo de fluido (tal como o ar, por exemplo) a partir do canal 152 para o canal 151. A seta 118 indica um fluxo de fluido exemplificativo para dentro do canal 151 e uma seta 128 indica um fluxo de fluido exemplificativo a partir do canal 152.[0018] FIG. 1 represents a view of the exemplary calorific exchange system 100 consistent with the present description. Pump 150 is configured to generate and / or maintain a flow of fluid (such as air, for example) from channel 152 to channel 151. Arrow 118 indicates an exemplary fluid flow into channel 151 and a arrow 128 indicates an exemplary fluid flow from channel 152.

[0019] Em geral, de acordo com a presente revelação, umsubsistema 110 pode incluir uma pluralidade de elementos de aceleração 115, em que cada elemento de aceleração 115 inclui micro canais (a serem descritos mais abaixo), em comunicação fluídica com o canal 151. Além disso, o subsistema 120 pode incluir uma pluralidade de elementos de desaceleração 125, em que cada elemento de desaceleração 125 também inclui micro canais (a serem descritos mais abaixo), em comunicação fluídica com o canal 152. Mais ainda, de acordo com uma modalidade exemplificativa da presente revelação, pode haver uma correspondência de um-para-um entre cada um dos microcanais de cada elemento de aceleração 115 e cada um dos microcanais de cada elemento de desaceleração 125, em que a correspondência um a um pode ser realizada através da garantia de que o canal de cada elemento micro acelerando 115 está em comunicação fluídica com um microcanal de um elemento de desaceleração 125, através da interface 130.[0019] In general, according to the present disclosure, a subsystem 110 may include a plurality of acceleration elements 115, wherein each acceleration element 115 includes micro channels (to be described below), in fluid communication with channel 151 In addition, subsystem 120 may include a plurality of deceleration elements 125, where each deceleration element 125 also includes micro channels (to be described below), in fluid communication with channel 152. Further, according to an exemplary embodiment of the present disclosure, there may be a one-to-one correspondence between each of the microchannels of each acceleration element 115 and each of the microchannels of each deceleration element 125, in which the one-to-one correspondence can be performed by ensuring that the channel of each micro element accelerating 115 is in fluid communication with a microchannel of a deceleration element 125, through interface 130.

[0020] Em uma modalidade preferida, cada par de elementos deaceleração 115 e de elemento de desaceleração 125 pode transferir 100 watts a partir do lado frio (elemento de aceleração 115) para o lado quente (elemento de desaceleração 125). As dimensões desse elemento de aceleração 115 dentro de um tal par de 100 watts de elementos de aceleração e desaceleração podem ser de 100 milímetros por 100 milímetros. Em outra modalidade, um elemento trocador de calor adicional (não mostrado) pode ser fixado a cada elemento de aceleração 115 e elemento de desaceleração 125. Em outra modalidade, de acordo com a descrição, o elemento de troca de calor adicional pode ser substancialmente planar (por exemplo, o elemento de aceleração 115 e o elemento de desaceleração 125 são planares) e serve para conduzir o calor para longe do elemento de desaceleração 125 para o ar ambiente (através do fornecimento de área de superfície para dissipar a tal energia) ou servir para conduzir o calor para o elemento de aceleração 115 a partir do ar ambiente (novamente, proporcionando área de superfície adicional para fins de refrigeração). O elemento trocador de calor adicional pode ser de 100 milímetros por 100 milímetros, tornando assim as dimensões do elemento de aceleração 115 combinado e do elemento de troca de calor adicional 100 milímetros por 200 milímetros e fazendo as dimensões do elemento de desaceleração 125 combinado e do elemento de troca de calor adicional 100 milímetros por 200 milímetros em uma modalidade. Na modalidade ilustrada na FIG. 1, com vinte (20) de tais pares de elementos de aceleração 115 e elementos de desaceleração 125 representados, o sistema 100 pode ser capaz de transferir 2 kilowatts do subsistema 110 ao subsistema 120. Em uma modalidade preferida adicional, com 35 desses pares capazes de transferir 3,5 kilowatts a partir de um lado frio para o lado quente, a altura, H, de um sistema de 3,5 kilowatts pode ser cerca de 300 milímetros. Onde a interface 130 é de 10 milímetros de largura (e tendo em conta os elementos de troca de calor adicionais descritos acima), as dimensões gerais de tal sistema de 3,5 kilowatts podem ser de 300 milímetros por 210 milímetros por 200 milímetros. Além disso, o diâmetro exemplificativo do canal 151 e do canal 152 pode ser de 25 milímetros ou mais. Além disso, em tal sistema exemplificativo de 3,5 kilowatts, em que o fluido é o ar, a bomba pode ser uma bomba de ar de 300 - 500 watts. Mais ainda, em tal modalidade exemplificativa, o ar a ser circulado através do sistema 100 pode ser tirado do meio ambiente imediato do sistema 100.[0020] In a preferred embodiment, each pair of acceleration elements 115 and deceleration element 125 can transfer 100 watts from the cold side (acceleration element 115) to the hot side (deceleration element 125). The dimensions of this acceleration element 115 within such a 100 watt pair of acceleration and deceleration elements can be 100 millimeters per 100 millimeters. In another embodiment, an additional heat exchanger element (not shown) can be attached to each acceleration element 115 and deceleration element 125. In another embodiment, according to the description, the additional heat exchange element can be substantially planar (for example, the acceleration element 115 and the deceleration element 125 are planar) and serves to conduct heat away from the deceleration element 125 into the ambient air (by providing surface area to dissipate such energy) or serve to conduct heat to the accelerating element 115 from the ambient air (again, providing additional surface area for cooling purposes). The additional heat exchanger element can be 100 mm by 100 mm, thus making the dimensions of the combined acceleration element 115 and the additional heat exchange element 100 mm by 200 mm and making the dimensions of the combined deceleration element 125 and the additional heat exchange element 100 mm by 200 mm in one mode. In the embodiment illustrated in FIG. 1, with twenty (20) of such pairs of acceleration elements 115 and deceleration elements 125 represented, system 100 may be able to transfer 2 kilowatts from subsystem 110 to subsystem 120. In an additional preferred embodiment, with 35 of these pairs capable of transferring 3.5 kilowatts from a cold side to a warm side, the height, H, of a 3.5 kilowatt system can be about 300 millimeters. Where interface 130 is 10 millimeters wide (and taking into account the additional heat exchange elements described above), the general dimensions of such a 3.5 kilowatt system can be 300 millimeters by 210 millimeters by 200 millimeters. In addition, the exemplary diameter of channel 151 and channel 152 can be 25 millimeters or more. In addition, in such an exemplary 3.5 kilowatt system, where the fluid is air, the pump can be a 300 - 500 watt air pump. Furthermore, in such an exemplary embodiment, the air to be circulated through the system 100 can be drawn from the immediate environment of the system 100.

[0021] O canal 151 está em comunicação fluídica com o canal 152através de uma pluralidade de micro canais dentro da pluralidade de elementos de aceleração 115, interface 130 e dos elementos de desaceleração 125. A seta 138 representa o fluxo de fluido a partir de um elemento de aceleração 115 para o elemento de desaceleração 125 através da interface 130.[0021] Channel 151 is in fluid communication with channel 152 through a plurality of micro channels within the plurality of acceleration elements 115, interface 130 and deceleration elements 125. Arrow 138 represents the flow of fluid from a acceleration element 115 for deceleration element 125 through interface 130.

[0022] A FIG. 2 é uma vista esquemática do microcanal 210 dentrode um elemento de aceleração 115 exemplificativo da FIG. 1. O canal 151 é descrito como uma abertura no elemento de aceleração 115 e em comunicação fluídica com o microcanal 210. A escala de microcanal 210, como representado na FIG. 2 é para fins de ilustração. O microcanal 210 pode ser concebido para ser pequeno (isto é, com uma superfície interna que pode ser tão pequena como cerca de 3e-ll mA2 por mícron linear a 6e-10mA2 por mícron linear, numa modalidade preferida, a qual pode corresponder, respectivamente, a um canal com um diâmetro aproximado de 9 micra a 180 micra). Tal como ilustrado na FIG. 2 de uma modalidade exemplificativa, o microcanal 210 é aproximadamente confinado a uma região planar (isto é, um elemento de aceleração 115) e apresenta uma espiral, de tal modo que um fluido que entra através do canal 151 entre o microcanal 210 descreve arcos de raio crescente até que o fluido entra na entrada linear do canal 220. Em uma modalidade preferida, o comprimento total de microcanal 210 do canal 151 até atingir o canal linear 220 pode ser de aproximadamente 10 mm a mais de 1 metro. Mais ainda, como discutido acima, em uma modalidade preferida, em que um elemento de aceleração 115 é um de um par de 100 watts de elementos de aceleração e desaceleração, a largura W pode ser de 100 milímetros.[0022] FIG. 2 is a schematic view of microchannel 210 within an exemplary acceleration element 115 of FIG. 1. Channel 151 is described as an opening in the acceleration element 115 and in fluid communication with microchannel 210. The microchannel scale 210, as shown in FIG. 2 is for illustration purposes. Microchannel 210 can be designed to be small (i.e., with an internal surface that can be as small as about 3e-11 mA2 per linear micron to 6e-10mA2 per linear micron, in a preferred embodiment, which can correspond, respectively , to a channel with a diameter of approximately 9 microns to 180 microns). As illustrated in FIG. 2 of an exemplary embodiment, microchannel 210 is approximately confined to a planar region (i.e., an acceleration element 115) and has a spiral, such that a fluid entering through channel 151 between microchannel 210 describes arcs of increasing radius until the fluid enters the linear entrance of channel 220. In a preferred embodiment, the total length of microchannel 210 of channel 151 until it reaches linear channel 220 can be from approximately 10 mm to more than 1 meter. Furthermore, as discussed above, in a preferred embodiment, in which an acceleration element 115 is one of a pair of 100 watts of acceleration and deceleration elements, the width W can be 100 millimeters.

[0023] Mais ainda, em uma modalidade preferida, as paredes dosmicrocanais 210 podem ser substancialmente especulares, FIG. 3 mostra uma parte da FIG. 2 em mais detalhes. Especificamente, a seta 325 representa um componente de velocidade da partícula constituinte 310 antes da partícula constituinte 310 colidir com a parede 305. (A parede 305 é uma vista ampliada de uma parede exemplificativa do microcanal 210 e a partícula constituinte 310 corresponde a uma partícula constituinte um fluido exemplificativo que flui através de microcanal 210, de acordo com uma modalidade preferida). A normal 306 representa um eixo que é perpendicular ao plano definido pela parede 305. A seta 335 representa um componente da velocidade de partícula constituinte 310 depois de a partícula constituinte 310 colidir com a parede 305. Tal como aqui utilizado, uma colisão especular entre a partícula constituinte 310 e a parede 305 é uma colisão em que o componente da velocidade do componente de partícula 310 paralelo ao plano 302 determinado pela parte local 301 da parede 305 proximal a colisão entre as partículas constituinte 310 e a parede 305, é substancialmente o mesmo antes e depois da colisão. Além disso, durante uma colisão especular, a velocidade da partícula constituinte 310 associada com o componente da velocidade perpendicular ao plano da parede 305 pode ser substancialmente a mesma antes e depois da colisão. Um técnico versado no assunto poderia ter em consideração que a “colisão especular”, tal como utilizado neste documento não deve ser interpretada como se aplica a colisões elásticas apenas. Em vez disso, como pode haver uma transferência de energia (em média) entre a parede 305 do microcanal e uma pluralidade de partículas constitutivas 310, entende- se que qualquer uma colisão especial especular entre partículas constitutivas 310 e a parede 305 pode aumentar ou diminuir a energia cinética do componente de partícula 310 em relação a sua energia cinética possuída antes da colisão. Por exemplo, se há uma transferência de energia da parede 305 para a partícula constituinte 310, então, seria de esperar que o ângulo agudo entre a partícula constituinte 310 e o plano paralelo à parede 305 seria maior após a colisão do que antes da colisão. Da mesma forma, se existir uma transferência de energia da partícula constituinte 310 para a parede 305, então, seria de esperar que o ângulo agudo entre a partícula constituinte 310 e o plano paralelo à parede 305 seria menor após a colisão do que antes da colisão. Além disso, quando a temperatura do fluido, compreendendo uma pluralidade de partículas constituintes é diferente da temperatura da parede, pode haver uma transferência de energia interna do líquido para a parede, ou a partir da parede para o fluido (dependendo de qual é à temperatura mais elevada). Quando as colisões entre uma pluralidade de partículas constituintes 310 e a parede 305 são substancialmente especulares como aqui utilizado, pode ocorrer uma transferência de energia de um fluido que flui através do microcanal 210 para a parede 305 ou a partir da parede 305 para o fluido que flui através de microcanal 210 predominantemente através da variação média da velocidade de partícula constituinte 310 associada com a alteração de seu componente de velocidade perpendicular ao plano da parede 305 durante a colisão. Deve-se também ter em consideração que essa alteração no componente de velocidade da partícula constituinte 310 durante a colisão pode alterar a velocidade global da partícula constituinte 310 como um resultado do processo de colisão.[0023] Furthermore, in a preferred embodiment, the micro-channel walls 210 can be substantially specular, FIG. 3 shows a part of FIG. 2 in more detail. Specifically, arrow 325 represents a component of velocity of constituent particle 310 before constituent particle 310 collides with wall 305. (Wall 305 is an enlarged view of an exemplary wall of microchannel 210 and constituent particle 310 corresponds to a constituent particle an exemplary fluid flowing through microchannel 210, according to a preferred embodiment). Normal 306 represents an axis that is perpendicular to the plane defined by wall 305. Arrow 335 represents a component of constituent particle speed 310 after constituent particle 310 collides with wall 305. As used herein, a specular collision between the constituent particle 310 and wall 305 is a collision in which the velocity component of particle component 310 parallel to the plane 302 determined by the local part 301 of wall 305 proximal to the collision between constituent particles 310 and wall 305, is substantially the same before and after the collision. In addition, during a specular collision, the speed of the constituent particle 310 associated with the velocity component perpendicular to the plane of the wall 305 can be substantially the same before and after the collision. A person skilled in the art could take into account that the “specular collision”, as used in this document, should not be interpreted as it applies to elastic collisions only. Instead, as there can be an energy transfer (on average) between the microchannel wall 305 and a plurality of constituent particles 310, it is understood that any special specular collision between constituent particles 310 and the wall 305 can increase or decrease the kinetic energy of the particle component 310 in relation to its kinetic energy possessed before the collision. For example, if there is a transfer of energy from wall 305 to constituent particle 310, then it would be expected that the acute angle between constituent particle 310 and the plane parallel to wall 305 would be greater after the collision than before the collision. Likewise, if there is an energy transfer from the constituent particle 310 to the wall 305, then it would be expected that the acute angle between the constituent particle 310 and the plane parallel to the wall 305 would be less after the collision than before the collision. . In addition, when the temperature of the fluid, comprising a plurality of constituent particles is different from the temperature of the wall, there may be a transfer of internal energy from the liquid to the wall, or from the wall to the fluid (depending on which is the temperature higher). When collisions between a plurality of constituent particles 310 and wall 305 are substantially specular as used herein, an energy transfer can occur from a fluid flowing through microchannel 210 to wall 305 or from wall 305 to the fluid that it flows through microchannel 210 predominantly through the average variation of the constituent particle velocity 310 associated with the alteration of its velocity component perpendicular to the plane of the wall 305 during the collision. It should also be borne in mind that such a change in the velocity component of the constituent particle 310 during the collision may alter the overall velocity of the constituent particle 310 as a result of the collision process.

[0024] Em uma modalidade, de acordo com a presente descrição, asuperfície das paredes do microcanal 210 pode incluir qualquer material adequado configurado paracolisões especulares, como o silício, tungstênio, ouro, platina e diamante. Essa superfície pode ser depositada sobre o microcanal 210 usando qualquer uma de uma variedade de técnicas de fabricação de MEMs, incluindo, mas não se limitando a, deposição catódica e evaporação. Além disso, de acordo com a presente divulgação, os filmes de diamante lisos com grãos tão pequenos como 100 nm e de rugosidade Ra 20nm podem ser cultivados nas paredes do canal. Em uma modalidade, diamante pode ser preferível como um resultado do seu ponto de fusão (ou seja, aprox. 4.000 K, a uma atmosfera) e como resultado da sua dureza (isto é, a10 em escala de Mohs de dureza). Consistente com outras modalidades da presente descrição, a superfície das paredes de microcanal 210 pode incluir também o carbeto de tungstênio, vidro e grafite pirolítico, pelo menos em parte, devido à sua elevada condutividade térmica de 1.700 W/mK. O microcanal 210 pode também incluir uma película de nanopartículas de diamante no substrato de grafite pirolítico.[0024] In one embodiment, according to the present description, the surface of the walls of microchannel 210 may include any suitable material configured for specular collisions, such as silicon, tungsten, gold, platinum and diamond. This surface can be deposited on microchannel 210 using any of a variety of MEM fabrication techniques, including, but not limited to, cathodic deposition and evaporation. In addition, according to the present disclosure, smooth diamond films with grains as small as 100 nm and with a roughness of Ra 20nm can be grown on the canal walls. In one embodiment, diamond may be preferable as a result of its melting point (ie, approx. 4,000 K, to an atmosphere) and as a result of its hardness (ie, a10 on a Mohs scale of hardness). Consistent with other embodiments of the present description, the surface of microchannel walls 210 may also include tungsten carbide, glass and pyrolytic graphite, at least in part, due to its high thermal conductivity of 1,700 W / mK. Microchannel 210 may also include a film of diamond nanoparticles on the pyrolytic graphite substrate.

[0025] A FIG. 4 é uma vista esquemática do microcanal 410 dentrode um elemento de desaceleração 125 exemplificativo da FIG. 1. O canal 152 está representado como uma abertura no elemento de desaceleração 125 e em comunicação fluídica com o microcanal 410. Mais uma vez, a escala de microcanal 410, como representado na FIG. 4 é para fins de ilustração. O microcanal 410 pode ser concebido para ser pequeno (isto é, com uma superfície interna que pode ser tão pequena como cerca de 3e-ll mA2 por mícron linear a 6e-10 mA2 por mícron linear, numa modalidade preferida, a qual pode corresponder, respectivamente, a um canal com um diâmetro aproximado de 9 micra a 180 micra). Tal como ilustrado na FIG. 4 em uma modalidade exemplificativa, o microcanal 410 é aproximadamente confinado a uma região planar (isto é, elemento de aceleração 125) e apresenta uma espiral, de tal modo que um fluido que entra a partir do canal 420 linear entra no microcanal 410 descrevendo arcos de raio decrescente até que o fluido entra no canal de entrada 152. Em uma modalidade preferida, o comprimento total do microcanal 410 a partir do canal linear 420 até atingir o canal 152 pode ser aproximadamente de 10 mm a mais de 1 metro. Mais ainda, como discutido acima, numa modalidade preferida, quando o elemento de desaceleração 125 é um de um par de 100 watts de elementos de aceleração e desaceleração, a largura W pode ser de 100 milímetros. Além disso, em uma modalidade preferida, as paredes do microcanal 410 podem ser substancialmente especulares.[0025] FIG. 4 is a schematic view of microchannel 410 within an example deceleration element 125 of FIG. 1. Channel 152 is represented as an opening in the deceleration element 125 and in fluid communication with microchannel 410. Again, the microchannel scale 410, as shown in FIG. 4 is for illustration purposes. Microchannel 410 can be designed to be small (that is, with an internal surface that can be as small as about 3e-11 mA2 per linear micron to 6e-10 mA2 per linear micron, in a preferred embodiment, which may correspond, respectively, to a channel with a diameter of approximately 9 microns to 180 microns). As illustrated in FIG. 4 in an exemplary embodiment, microchannel 410 is approximately confined to a planar region (i.e., acceleration element 125) and has a spiral, such that a fluid entering from linear channel 420 enters microchannel 410 describing arcs of decreasing radius until the fluid enters the inlet channel 152. In a preferred embodiment, the total length of the microchannel 410 from the linear channel 420 until reaching the channel 152 can be approximately 10 mm to more than 1 meter. Furthermore, as discussed above, in a preferred embodiment, when the deceleration element 125 is one of a pair of 100 watts of acceleration and deceleration elements, the width W can be 100 millimeters. In addition, in a preferred embodiment, the walls of microchannel 410 can be substantially specular.

[0026] Em uma modalidade, de acordo com a presente descrição, asuperfície das paredes do microcanal 410 pode incluir qualquer material adequado configurado para colisões especulares, como o silício, tungstênio, ouro, platina e diamante. Essa superfície pode ser depositada sobre o microcanal 410 usando qualquer uma de uma variedade de técnicas de fabricação de MEMs, incluindo, mas não se limitando a, deposição catódica e evaporação. Além disso, de acordo com a presente divulgação, os filmes de diamante lisos com grãos tão pequenos como 100 nm e de rugosidade 20nm Ra podem ser cultivados nas paredes do canal. Em uma modalidade, o diamante pode ser preferível como um resultado do seu ponto de fusão (ou seja, aprox. 4.000 K, a uma atmosfera) e como resultado da sua dureza (isto é, a10 em escala de Mohs de dureza). Consistente com outras modalidades da presente descrição, a superfície das paredes do microcanal 410 pode incluir também o carbeto de tungstênio, vidro e grafite pirolítico, pelo menos em parte por causa da sua alta condutividade térmica de 1.700 W/mK. O microcanal 410 pode também incluir uma película de nanopartículas de diamante no substrato de grafite pirolítico.[0026] In one embodiment, according to the present description, the surface of the walls of the microchannel 410 may include any suitable material configured for specular collisions, such as silicon, tungsten, gold, platinum and diamond. This surface can be deposited on microchannel 410 using any of a variety of MEM fabrication techniques, including, but not limited to, cathodic deposition and evaporation. In addition, according to the present disclosure, smooth diamond films with grains as small as 100 nm and with a roughness of 20nm Ra can be grown on the canal walls. In one embodiment, the diamond may be preferable as a result of its melting point (ie, approx. 4,000 K, to an atmosphere) and as a result of its hardness (ie, a10 on a Mohs scale of hardness). Consistent with other embodiments of the present description, the wall surface of microchannel 410 may also include tungsten carbide, glass and pyrolytic graphite, at least in part because of its high thermal conductivity of 1,700 W / mK. Microchannel 410 may also include a film of diamond nanoparticles on the pyrolytic graphite substrate.

[0027] A FIG 5 mostra conexão 510 entre o canal linear 220 e ocanal linear 420 através da interface 130.[0027] FIG 5 shows connection 510 between linear channel 220 and linear channel 420 through interface 130.

[0028] Em uma modalidade preferida, em que o fluido é o ar, ocanal 151 pode ser mantido a uma pressão relativamente elevada e um canal 152 pode ser mantido a uma pressão relativamente baixa, de modo a permitir o fluxo de fluido, através da pluralidade de elementos de aceleração 115 e elementos de desaceleração 125. Em uma modalidade preferida, o canal 151 pode apresentar uma pressão de cerca de 1 atm ou mais e canal 152 pode apresentar uma pressão que é cerca de 0,528 da pressão do canal 151.[0028] In a preferred embodiment, where the fluid is air, channel 151 can be maintained at a relatively high pressure and a channel 152 can be maintained at a relatively low pressure, in order to allow fluid flow through the plurality of acceleration elements 115 and deceleration elements 125. In a preferred embodiment, channel 151 may have a pressure of about 1 atm or more and channel 152 may have a pressure that is about 0.528 of the pressure of channel 151.

[0029] Quanto à FIG. 6, que mostra uma vista expandida domicro- canal 210, o fluido que se encontra na parte interna do microcanal 210 (isto é, proximal a abertura de entrada do fluxo 601) pode ser induzido a fluir através de espirais de raios crescentes por meio da utilização de um diferencial de pressão como discutido acima. Quando a temperatura do fluido na entrada da abertura 601 é Ti, então, as partículas constituintes (como a partícula constituinte 310 na FIG. 3) podem ser representadas por uma distribuição de velocidades, a velocidade média da qual é proporcional à temperatura.[0029] Regarding FIG. 6, which shows an expanded home-channel view 210, the fluid found inside the microchannel 210 (ie proximal to the inlet opening of flow 601) can be induced to flow through spirals of increasing rays through the use of a pressure differential as discussed above. When the fluid temperature at the inlet of opening 601 is Ti, then the constituent particles (such as constituent particle 310 in FIG. 3) can be represented by a distribution of velocities, the average velocity of which is proportional to the temperature.

[0030] Quando a garganta da abertura de entrada 601 é pequena(por exemplo, em qualquer lugar a partir de 0,01 pmA2 a 500 pmA2, quando o fluido é o ar), então, as partículas constituintes de um fluido em movimento através de abertura de entrada 601 no microcanal 210 podem apresentar uma velocidade que tem o seu componente paralelo à direção 650 maior do que o seu componente perpendicular à direção 650. Por conseguinte, o fluido que passa através do microcanal 210 adquire uma velocidade de fluxo que é essencialmente paralela à direção 650. A energia cinética que é associada com o fluxo de fluido na direção 650 é puxada da energia térmica interna do fluido, o qual estava em Ti antes dele entrar na abertura de entrada 601. Conservação de energia determina que, como uma parte da energia original térmica do fluido em Ti foi convertida em energia cinética de fluxo de fluido que passa através do microcanal 210, a temperatura do fluido (em uma estrutura que é estacionária com a velocidade de fluxo) no microcanal 210 pode ser mais baixa do que Ti, que vamos designar como T2. Quando T2 é também menor do que a temperatura da parede 610 (que vamos designar como Tw) do microcanal 210, então, o fluido no microcanal 210 pode resfriar o material que compreende o elemento de aceleração 115.[0030] When the throat of the inlet opening 601 is small (for example, anywhere from 0.01 pmA2 to 500 pmA2, when the fluid is air), then the particles constituting a fluid in motion through inlet opening 601 in microchannel 210 may have a velocity that has its component parallel to direction 650 greater than its component perpendicular to direction 650. Therefore, the fluid that passes through microchannel 210 acquires a flow rate that is essentially parallel to the 650 direction. The kinetic energy that is associated with the flow of fluid in the 650 direction is pulled from the internal thermal energy of the fluid, which was in Ti before it entered inlet opening 601. Energy conservation determines that, as a part of the original thermal energy of the fluid in Ti has been converted into kinetic energy of fluid flow that passes through microchannel 210, the temperature of the fluid (in a structure that is stationary with the velocity of fl uxo) in microchannel 210 may be lower than Ti, which we will designate as T2. When T2 is also less than the temperature of wall 610 (which we will call Tw) of microchannel 210, then the fluid in microchannel 210 can cool the material comprising the accelerating element 115.

[0031] O microcanal 210, de acordo com uma modalidade dapresente descrição é configurado para melhorar o efeito que esta alteração de temperatura exerce sobre o fluido que passa através do microcanal 210, em pelo menos três modos. Especificamente, quando a parede 610 e as partículas constituintes do fluido estão configuradas de tal forma que as colisões entre as paredes 610 e as partículas constituintes são substancialmente especulares, então, tais colisões que constituem um meio de transferência de energia entre a parede 610 e o líquido terão um efeito mínimo sobre o fluxo global do fluido através do microcanal 210. Em outras palavras, quando a colisão entre as partículas constituintes e a parede 610 é de tal forma que a velocidade da partícula constituinte é igualmente susceptível de ser em qualquer direção que se afaste da parede 610 (isto é, uma colisão não especular), então, uma pluralidade de tais colisões terá o efeito de reduzir a velocidade de fluxo do fluido, o que provavelmente também tem o efeito de aumentar a temperatura interna do fluido no microcanal 210. O microcanal 210, de acordo com uma modalidade da presente descrição é configurado para melhorar o efeito de refrigeração por seletivamente evitar o efeito de colisões não especulares.[0031] Microchannel 210, according to a modality of this description, is configured to improve the effect that this temperature change has on the fluid that passes through microchannel 210, in at least three modes. Specifically, when the wall 610 and the constituent particles of the fluid are configured in such a way that the collisions between the walls 610 and the constituent particles are substantially specular, then such collisions constituting a means of transferring energy between the wall 610 and the liquid will have a minimal effect on the overall flow of the fluid through microchannel 210. In other words, when the collision between the constituent particles and the wall 610 is such that the velocity of the constituent particle is also likely to be in any direction that move away from wall 610 (i.e., a non-specular collision), then a plurality of such collisions will have the effect of slowing down the flow of the fluid, which probably also has the effect of increasing the internal temperature of the fluid in the microchannel 210. Microchannel 210, according to one embodiment of the present description, is configured to improve the cooling effect by selectively avoiding the effect of non-specular collisions.

[0032] Além disso, como a parede exterior do microcanal 210encontra-se configurada como uma espiral de forma geral crescente, a dispersão especular de uma partícula constituinte fora de sucessivas partes da parede do microcanal 210 (tal como partes 610, 615 e 620), pode converter uma parte do componente de velocidade que era perpendicular à direção do fluxo através do microcanal 210 (isto é, uma componente da velocidade radial) em um componente paralelo à direção do fluxo através de microcanal 210. Conforme a espiral cresce ao longo do caminho do microcanal 210, as partículas constituintes podem sofrer menos e menos colisões com a parede (ao longo do caminho do microcanal 210) quando o fluido se desloca em direção ao canal linear 220.[0032] Furthermore, as the outer wall of microchannel 210 is configured as a generally increasing spiral, the specular dispersion of a constituent particle outside successive parts of the wall of microchannel 210 (such as parts 610, 615 and 620) , you can convert a part of the velocity component that was perpendicular to the flow direction through microchannel 210 (ie, a radial velocity component) into a component parallel to the flow direction through microchannel 210. As the spiral grows along the path of microchannel 210, the constituent particles may suffer less and less collisions with the wall (along the path of microchannel 210) when the fluid moves towards linear channel 220.

[0033] Mais ainda, como o microcanal 210 é concebido para serpequeno (isto é, com uma área de superfície interna que pode ser tão pequena quanto cerca de 3e-l 1 mA2 por mícron linear a 6e-10 mA2 por micro linear, em uma modalidade preferida), então a razão entre a área superficial apresentada pela parede do microcanal 210 para um dado volume de fluido em qualquer região, dentro do microcanal 210 é relativamente grande (isto é, quando o volume do fluido delimitado pela superfície superior é de aproximadamente 8e-17 mA3 por mícron linear a 3e-15 mA3 por mícron linear). Como a área da superfície apresentada pela parede do microcanal 210 a um volume de fluido é o principal meio de troca de energia entre as paredes e o fluido 115, isto pode tender a maximizar a interação global da troca de energia entre o fluido e o microcanal 210.[0033] Furthermore, as microchannel 210 is designed to be small (ie, with an internal surface area that can be as small as about 3e-1 1 mA2 per linear micron to 6e-10 mA2 per micro linear, in a preferred embodiment), then the ratio of the surface area presented by the wall of microchannel 210 to a given volume of fluid in any region, within microchannel 210 is relatively large (that is, when the volume of fluid bounded by the upper surface is approximately 8e-17 mA3 per linear micron to 3e-15 mA3 per linear micron). As the surface area presented by the wall of the microchannel 210 to a volume of fluid is the primary means of energy exchange between the walls and the fluid 115, this may tend to maximize the overall interaction of the energy exchange between the fluid and the microchannel 210.

[0034] Por exemplo, como mostrado na FIG. 6, uma partículaconstituinte pode entrar na abertura de entrada 601 com um componente paralelo à direção predominantemente 650 e sofrer uma colisão especular com a região local 610 da parede do microcanal 210 e adquirir um componente de velocidade na direção 651. A partícula constituinte pode agora ser submetida a uma colisão especular com a região local 615 da parede do microcanal 210 e adquirir um componente de velocidade na direção 652. A partícula constituinte pode sofrer uma colisão especular com a região local 620 da parede do microcanal 210 e adquirir um componente de velocidade adicional ao longo da direção geral de microcanal 210.[0034] For example, as shown in FIG. 6, a constituent particle can enter the inlet opening 601 with a component parallel to the predominantly 650 direction and undergo a specular collision with the local region 610 of the wall of microchannel 210 and acquire a velocity component in the 651 direction. The constituent particle can now be subjected to a specular collision with the local region 615 of the wall of microchannel 210 and acquire a velocity component in the direction 652. The constituent particle may suffer a specular collision with the local region 620 of the wall of microchannel 210 and acquire an additional velocity component along the general direction of microchannel 210.

[0035] O ângulo p corresponde ao deslocamento angular entre anormal 625 e a normal 630. O ângulo a corresponde ao deslocamento angular entre a normal 630 e a normal 635. Em uma modalidade preferida, em que a separação entre a primeira parte de parede e a segunda parte de parede é de pelo menos N vezes a maior largura do microcanal sobre a separação (em que N pode ser um número inteiro), o deslocamento angular entre a primeira normal e a segunda normal pode ser inferior a N/10 graus. Da mesma forma, quando a separação entre a segunda parte de parede e a terceira parte de parede é de pelo menos N vezes a maior largura do microcanal sobre a separação, o deslocamento angular entre a segunda normal e a terceira normal pode ser inferior a N/10 graus. Por exemplo, de preferência, quando a separação entre a primeira parte de parede e a segunda parte de parede (e a separação entre a segunda parte de parede e a terceira parte de parede) é de pelo menos 25 vezes a largura maior do microcanal sobre separação, o deslocamento angular entre a primeira normal e a segunda normal (e a segunda normal e a terceira normal) é inferior a 2,5 graus. Do mesmo modo, de preferência, quando a separação entre a região local 610 e a região local 615 é de pelo menos 50 vezes a maior largura do microcanal 210 ao longo da separação, o deslocamento angular entre a normal 625 e a normal 630 pode ser inferior a 5 graus. De modo semelhante, quando a separação entre a região local 615 e a região local 620 é de pelo menos 50 vezes a maior largura do microcanal 210 sobre a separação, o deslocamento angular entre a normal 630 e a normal 635 pode ser inferior a 5 graus.[0035] Angle p corresponds to the angular displacement between abnormal 625 and normal 630. Angle a corresponds to the angular displacement between normal 630 and normal 635. In a preferred embodiment, in which the separation between the first wall part and the second part of the wall is at least N times the largest width of the microchannel over the separation (where N can be an integer), the angular displacement between the first normal and the second normal can be less than N / 10 degrees. Likewise, when the separation between the second wall part and the third wall part is at least N times the largest microchannel width over the separation, the angular displacement between the second normal and the third normal can be less than N / 10 degrees. For example, preferably, when the separation between the first wall part and the second wall part (and the separation between the second wall part and the third wall part) is at least 25 times the largest width of the microchannel over separation, the angular displacement between the first normal and the second normal (and the second normal and the third normal) is less than 2.5 degrees. Likewise, preferably, when the separation between local region 610 and local region 615 is at least 50 times the largest width of microchannel 210 along the separation, the angular displacement between normal 625 and normal 630 can be less than 5 degrees. Similarly, when the separation between local region 615 and local region 620 is at least 50 times the largest width of microchannel 210 over the separation, the angular displacement between normal 630 and normal 635 may be less than 5 degrees .

[0036] Assim, o elemento de aceleração 115 pode ser resfriado pelapassagem de um fluido, onde o fluido é configurado para exibir colisões especulares com as paredes do microcanal 210. Por outro lado, um fluido que passa através do elemento de aceleração 115 pode ser acelerado, isto é, quando o fluido chega ao canal linear 220, os componentes da velocidade das partículas constituintes do fluido estão predominantemente ao longo da direção do canal linear 220 que conduz à conexão 510.[0036] Thus, the acceleration element 115 can be cooled by the passage of a fluid, where the fluid is configured to exhibit specular collisions with the walls of microchannel 210. On the other hand, a fluid that passes through the acceleration element 115 can be accelerated, that is, when the fluid reaches linear channel 220, the velocity components of the fluid's constituent particles are predominantly along the direction of linear channel 220 leading to connection 510.

[0037] Recapitulando um pouco e em conformidade com apresente descrição, a energia cinética translacional (TKE) das partículas constituintes em um fluido (isto é, as moléculas de um feixe molecular), pode ser reduzida em colisões com uma superfície. A percentagem de TKE transferida do fluido para a superfície pode ser dependente da velocidade do fluido, da uniformidade da superfície, da energia cinética interna das partículas constituintes do fluido e da densidade de energia cinética da superfície.[0037] Recapitulating a little and in accordance with the present description, the translational kinetic energy (TKE) of the constituent particles in a fluid (that is, the molecules of a molecular beam), can be reduced in collisions with a surface. The percentage of TKE transferred from the fluid to the surface may be dependent on the speed of the fluid, the uniformity of the surface, the internal kinetic energy of the fluid's constituent particles and the density of the surface's kinetic energy.

[0038] Um fluido (como um feixe molecular) com uma velocidademédia de raiz quadrada específica (RMS) e um ângulo de incidência médio constante pode transferir mais energia para uma superfície lisa, com uma menor densidade de energia cinética do que para a mesma superfície quando é colocado a uma maior densidade de energia. Se a densidade de energia de superfície é suficientemente alta em relação à densidade de energia de um feixe molecular em colisão, nenhuma energia será transferida a partir do feixe para a superfície.[0038] A fluid (such as a molecular beam) with a specific square root mean velocity (RMS) and a constant mean incidence angle can transfer more energy to a smooth surface, with a lower density of kinetic energy than to the same surface when it is placed at a higher energy density. If the surface energy density is high enough in relation to the energy density of a colliding molecular beam, no energy will be transferred from the beam to the surface.

[0039] As colisões de superfície que resultam em umatransferência líquida de energia para a superfície podem reduzir o nível de energia cinética interna de partículas constituintes do fluido. Quando o nível de energia interna de uma molécula foi suficientemente reduzido (por exemplo, através de níveis de energia de vibração) ela pode emitir um ou mais fótons a uma frequência que é proporcional ao nível reduzido de energia interna.[0039] Surface collisions that result in a net transfer of energy to the surface can reduce the level of internal kinetic energy of the constituent particles of the fluid. When a molecule's internal energy level has been sufficiently reduced (for example, through vibration energy levels) it can emit one or more photons at a frequency that is proportional to the reduced internal energy level.

[0040] O mesmo princípio de funcionamento pode ser aplicado aelementos de desaceleração 125, onde o microcanal 410 está configurado como uma espiral que apresenta sucessivamente menores raios de uma passagem de fluido a partir do canal linear 420 para o canal 152. Desta forma, um fluido a alta velocidade que chega a conexão 510 para o canal linear 420 pode sofrer mais e mais colisões com a parede (ao longo do caminho do microcanal 210) conforme o fluido se desloca em direção ao canal 152.[0040] The same principle of operation can be applied to deceleration elements 125, where microchannel 410 is configured as a spiral that successively presents smaller radii of a fluid passage from linear channel 420 to channel 152. In this way, a high-speed fluid reaching connection 510 to linear channel 420 may experience more and more collisions with the wall (along the path of microchannel 210) as the fluid moves towards channel 152.

[0041] Como com o elemento de aceleração 115 e o microcanal210, as paredes do microcanal 410 no elemento de desaceleração 125 são configuradas para fazer com que as partículas constituintes do fluido que passa através do microcanal 410 sofram colisões especulares.[0041] As with the acceleration element 115 and the microchannel210, the walls of the microchannel 410 in the deceleration element 125 are configured to cause the constituent particles of the fluid that passes through the microchannel 410 to undergo specular collisions.

[0042] Além disso, quando as partículas constituintes do fluidosão moléculas (e, por exemplo, quando o fluido é um gás), então, certos estados vibratórios das partículas constituintes podem ser povoados como resultado do aumento de temperatura que é alcançado perto da abertura interna entre o microcanal 410 e o canal 152.[0042] In addition, when the constituent particles of the fluid are molecules (and, for example, when the fluid is a gas), then certain vibratory states of the constituent particles can be populated as a result of the temperature rise that is reached near the opening between microchannel 410 and channel 152.

[0043] De acordo com a presente revelação, um feixe molecular emum dispositivo MEMS (tal como, elemento de aceleração 115 e elemento de desaceleração 125) que pode ser utilizado para o sistema eletrônico de resfriamento, refrigeração, ar condicionado e outras aplicações, pode exibir altas velocidades RMS. Um feixe molecular composto de ar ambiente com uma velocidade de RMS de 2.000 metros por segundo tem a energia cinética de translação de ar parado em mais de 4.000 K, uma temperatura que está muito além do ponto de fusão da maioria dos materiais. Um sistema de refrigeração de trocador de calor de aquecimento lateral de preferência terá a capacidade de extrair quantidades precisas de ambas a energia cinética translacional e a interna do feixe molecular acelerado sem danos a um trocador de calor composto por materiais convencionais, tal como alumínio e plástico, termicamente condutores com um ponto de fusão de apenas 933 K ou menos.[0043] According to the present disclosure, a molecular beam in a MEMS device (such as, acceleration element 115 and deceleration element 125) that can be used for the electronic system of cooling, refrigeration, air conditioning and other applications, display high RMS speeds. A molecular beam composed of ambient air with an RMS speed of 2,000 meters per second has the kinetic energy of translating still air at more than 4,000 K, a temperature that is well beyond the melting point of most materials. A side heating heat exchanger cooling system will preferably have the ability to extract precise amounts of both translational and internal kinetic energy from the accelerated molecular beam without damage to a heat exchanger composed of conventional materials such as aluminum and plastic , thermally conductive with a melting point of just 933 K or less.

[0044] Uma redução gradual no nível de energia cinética detranslação de um feixe molecular rápido com uma densidade de energia elevada em relação aquele da superfície permite transferência de energia à superfície ocorrer ao longo de um comprimento de superfície maior. Este é um método conveniente de extração de energia a partir de um feixe molecular quando uma extração mais concentrada iria danificar o canal ou aumentar a temperatura de um dispositivo além dos limites práticos. Com esta abordagem gradual de energia de extração, um trocador de calor de lado quente de um sistema de refrigeração que é feito de alumínio com um ponto de fusão de 933 K pode ser utilizado para transferir a energia extraída a partir de um feixe de alta energia molecular com uma velocidade de RMS de 2.000 m/s ou mais para o exterior, sem danificar os canais do dispositivo do trocador de calor e superaquecer qualquer parte da superfície externa do dispositivo trocador de calor. Com a metodologia de extração de energia cinética gradual, virtualmente qualquer material de canal conformacional incluindo cerâmica e polímeros condutores térmicos pode ser utilizado como canais e empacotamento térmico em aplicações de trocadores de calor de lado quente.[0044] A gradual reduction in the level of kinetic energy transfer of a fast molecular beam with a high energy density in relation to that of the surface allows energy transfer to the surface to occur over a longer surface length. This is a convenient method of extracting energy from a molecular beam when a more concentrated extraction would damage the channel or increase the temperature of a device beyond practical limits. With this gradual approach to extraction energy, a hot side heat exchanger from a cooling system that is made of aluminum with a melting point of 933 K can be used to transfer the extracted energy from a high energy beam. molecular with a RMS speed of 2,000 m / s or more to the outside, without damaging the channels of the heat exchanger device and overheating any part of the external surface of the heat exchanger device. With the gradual kinetic energy extraction methodology, virtually any conformational channel material including ceramic and thermally conductive polymers can be used as channels and thermal packaging in hot-side heat exchanger applications.

[0045] Tal como descrito no presente documento, quando um feixemolecular sofre uma série de colisões de superfície com um arco de raio gradualmente decrescente, energia cinética translacional e interna é extraída gradualmente. Uma variedade de modelos de canal do dispositivo MEMS pode permitir um feixe molecular detectar essa série de colisões com um arco de raio gradualmente decrescente. Por exemplo, os canais configurados como espirais com um raio grande, inicialmente, que gradualmente reduzem ao longo do comprimento de um menor raio e um feixe de espiral molecular progredindo através de um canal atenuado utilizando a força centrífuga do movimento em espiral para ficar em estreita proximidade com a superfície de todos os diâmetros do canal são dois exemplos de tais concepções. Qualquer concepção de extração gradual de energia poderia servir para facilitar a conversão dos feixes de energia cinética para comprimentos de onda infravermelhos e óptico de luz, mesmo quando o teor de energia média do feixe, se abruptamente retardado ou parado, poderia produziremissões de frequências mais altas. Para aplicações que requerem as emissões de frequências mais altas, as concepções que facilitammétodos de extração de energia mais abrupta podem, naturalmente, ser aplicadas e estão dentro do escopo desta divulgação.[0045] As described in this document, when a molecular beam undergoes a series of surface collisions with a gradually decreasing arc of radius, translational and internal kinetic energy is gradually extracted. A variety of channel models of the MEMS device can allow a molecular beam to detect this series of collisions with a gradually decreasing arc of radius. For example, channels configured as coils with a large radius initially that gradually shrink along the length of a smaller radius and a molecular spiral beam progressing through an attenuated channel using the centrifugal force of the spiral movement to stay in close range. proximity to the surface of all channel diameters are two examples of such designs. Any conception of gradual energy extraction could serve to facilitate the conversion of the kinetic energy beams to infrared and optical wavelengths of light, even when the average energy content of the beam, if abruptly delayed or stopped, could produce higher frequency emissions. . For applications that require higher frequency emissions, designs that facilitate more abrupt energy extraction methods can, of course, be applied and are within the scope of this disclosure.

[0046] Uma equação que descreve a transferência aproximada deenergia a partir da energia de translação de um feixe molecular a uma temperatura de superfície de colisão pode ser derivada a partir da teoria cinética. Na equação (3kT)/2 = (mvA2)/2, k é a constante de Boltzmann, T é a temperatura em graus Kelvin, m representa a massa e v é a velocidade. Devido a energia aumentar com o quadrado da velocidade, a quantidade de energia cinética, que pode ser transferida para uma superfície, retardando um feixe rápido de um metro por segundo pode ser mais do que a quantidade que pode ser transferido para a superfície do mesmo, por um feixe molecular mais lento com a mesma redução na velocidade. A temperatura local das superfícies de colisão e o caminho térmico que se estende para a superfície externa podem ser controlados com ângulos de colisão complementares com faixas de velocidades conhecidas de um feixe molecular.[0046] An equation that describes the approximate energy transfer from the translation energy of a molecular beam at a collision surface temperature can be derived from the kinetic theory. In the equation (3kT) / 2 = (mvA2) / 2, k is the Boltzmann constant, T is the temperature in degrees Kelvin, m represents the mass and v is the speed. Because the energy increases with the square of the speed, the amount of kinetic energy that can be transferred to a surface, slowing down a fast beam of one meter per second can be more than the amount that can be transferred to the surface of the same, by a slower molecular beam with the same reduction in speed. The local temperature of the collision surfaces and the thermal path that extends to the outer surface can be controlled with complementary collision angles with known speed ranges of a molecular beam.

[0047] Um trocador de calor, de acordo com a presente descrição,que gradualmente absorve a energia cinética de um feixe molecular de alta energia pode ser aquecido como energia cinética do feixe molecular que é absorvido pelas superfícies do canal interno do trocador de calor. Desde que exista um percurso térmico suficientemente condutor entre as superfícies interiores dos canais e as superfícies externas do trocador de calor, o trocador de calor e as superfícies de canal do feixe molecular podem ser mantidos com qualquer delta T desejado (mudança de temperatura) com o meio ambiente com meios convencionais de transferência de calor do trocador de calor para o ambiente circundante. Trocadores de calor que uniformemente extraem energia de um feixe molecular ao longo de uma superfície de canal podem quase aproximar- se de condições quase isotérmicas.[0047] A heat exchanger, according to the present description, that gradually absorbs the kinetic energy of a high energy molecular beam can be heated as kinetic energy of the molecular beam that is absorbed by the surfaces of the internal channel of the heat exchanger. As long as there is a sufficiently conductive thermal path between the inner surfaces of the channels and the outer surfaces of the heat exchanger, the heat exchanger and channel surfaces of the molecular beam can be maintained with any desired T delta (temperature change) with the environment with conventional means of transferring heat from the heat exchanger to the surrounding environment. Heat exchangers that uniformly extract energy from a molecular beam across a channel surface can almost approach quasi-isothermal conditions.

[0048] A energia extraída a partir de um feixe molecularequilibrado pode ser usada para quantificar com precisão os modos de energia em uma cavidade do canal. As emissões de luz com uma energia previsível são fornecidas pela fórmula de radiação de Plank que é igual à constante de Planck vezes a frequência. A fórmula de radiação de Plank pode ser usada para calcular a energia média de qualquer frequência desejada da luz emitida a partir de um canal de dispositivo MEMS.[0048] The energy extracted from an equilibrated molecular beam can be used to accurately quantify the modes of energy in a channel cavity. Emissions of light with a predictable energy are provided by the Plank radiation formula which is equal to the Planck constant times the frequency. Plank's radiation formula can be used to calculate the average energy of any desired frequency of the light emitted from a MEMS device channel.

[0049] Emissão espontânea coerente contínua também podeocorrer quando um feixe molecular equilibrado e colimado transfere quantidades altamente resolvidas de energia para a superfície de um canal. A transparência de canal para a frequência de luz emitida pode permitir que a luz escape do canal para fins práticos que incluem qualquer aplicação de laser e de conversão de energia de luz para corrente elétrica, como ocorreria por um agrupamento de fotodiodos no caminho de fluxo das emissões fotônicas dos canais. A voltagem da corrente pode ser relacionada com a energia de intervalo de banda do material de canal. Emissões coerentes podem permitir fotodiodos com uma largura de banda estreita converter eficientemente a energia extraída a partir de um feixe molecular em uma corrente elétrica de uma voltagem desejada.[0049] Continuous coherent spontaneous emission can also occur when a balanced and collimated molecular beam transfers highly resolved amounts of energy to the surface of a channel. Channel transparency for the frequency of light emitted can allow the light to escape from the channel for practical purposes that include any application of laser and conversion of light energy to electric current, as would occur by a grouping of photodiodes in the flow path of the photonic emissions from the channels. The current voltage can be related to the band gap energy of the channel material. Coherent emissions can allow photodiodes with a narrow bandwidth to efficiently convert the energy extracted from a molecular beam into an electrical current of a desired voltage.

[0050] Emissões coerentes e em fase de vários canais podem serfacilmente obtidas a partir de uma série de superfícies de canais paralelos sobre um dispositivo MEMS utilizando superfícies em placas ultra- planas. A densidade de energia das emissões coerentes pode ser realizada com folgas submícron entre os canais paralelos. Dispositivos MEMS com canais transparentes opticamente e UV com homogeneidade óptica excelente podem ser fabricados utilizando uma variedade de materiais. Silício pode proporcionar homogeneidade transparente óptica adequada para algumas frequências de infravermelho, como pode germânio e Amtir. Safira, ítria e granada ítrio alumina proporcionam excelente transmissão óptica de infravermelho. O vidro óptico pode ser usado para comprimentos de onda UV e óptica.[0050] Coherent and phased emissions of several channels can be easily obtained from a series of parallel channel surfaces on a MEMS device using ultra-flat plate surfaces. The energy density of coherent emissions can be achieved with sub-micron clearances between the parallel channels. MEMS devices with optically transparent and UV channels with excellent optical homogeneity can be manufactured using a variety of materials. Silicon can provide transparent optical homogeneity suitable for some infrared frequencies, as can germanium and Amtir. Sapphire, yttrium and yttrium alumina garnet provide excellent optical infrared transmission. Optical glass can be used for both UV and optical wavelengths.

[0051] Em uma modalidade preferida, a arquitetura ou microcanal210 e microcanal 410 podem reduzir os requisitos de energia de bombeamento. Devido pelo menos em parte a tal arquitetura, os valores associados com o coeficiente de desempenho (“COP”) podem ser de 10 ou superiores.[0051] In a preferred embodiment, architecture or microchannel 210 and microchannel 410 can reduce pumping power requirements. Due at least in part to such an architecture, the values associated with the performance coefficient (“COP”) can be 10 or higher.

[0052] Em uma outra modalidade, de acordo com esta descrição,os valores de COP podem ser de 10 ou superiores, operando a pressões diferentes. Por exemplo, em uma modalidade exemplificativa, a energia necessária por partícula constituinte (ou molécula) é uma função da proporção de pressão e não da pressão. Para os sistemas exemplificativos 100, que operam a pressões mais altas, mas que são configurados para exibir a mesma razão de pressão, um custo de bombeamento por partícula constituinte permanecerá o mesmo, mas, um fluxo de densidade mais alta, se as partículas constituintes (isto é, um feixe de densidade molecular mais alta) puderem fornecer taxas de transferência de calor mais altas e puderem produzir um COP de 10 ou mais.[0052] In another mode, according to this description, the COP values can be 10 or higher, operating at different pressures. For example, in an exemplary embodiment, the energy required per constituent particle (or molecule) is a function of the pressure ratio and not the pressure. For example systems 100, which operate at higher pressures, but which are configured to exhibit the same pressure ratio, a pumping cost per constituent particle will remain the same, but at a higher density flow, if the constituent particles ( (ie, a higher molecular density beam) can provide higher heat transfer rates and can produce a COP of 10 or more.

[0053] Materiais e componentes consistentes com a presentedescrição, tal como os dispositivos exemplificativos descritos acima oferecem soluções para todos os problemas que foram identificados.[0053] Materials and components consistent with the present description, as well as the exemplary devices described above offer solutions to all the problems that have been identified.

[0054] Outras modalidades consistentes com a divulgação, serãoevidentes para os técnicos versados no assunto a partir da consideração do relatório descritivo e da prática das modalidades aqui reveladas. Pretende-se que o Relatório Descritivo e os Exemplos sejam considerados apenas como exemplos, com o verdadeiro escopo e espírito da invenção indicado pelas Reivindicações que se seguem.[0054] Other modalities, consistent with the disclosure, will be evident for the technicians versed in the subject from the consideration of the description and the practice of the modalities disclosed here. It is intended that the Descriptive Report and the Examples be considered as examples only, with the true scope and spirit of the invention indicated by the Claims that follow.

Claims

1. Heat exchange equipment, comprising: a microchannel (210) comprising a wall part (305); and a gas comprising a constituent particle (310); characterized by the fact that the microchannel (210) is configured to accommodate a gas flow in a first direction (650) perpendicular to a cross section of the microchannel (210) and in which said gas ceases to condense to a liquid along the said flow; wherein the wall part (305) and the constituent particle (310) are configured in such a way that the collisions between the constituent particles (310) and the wall part (305) are specular; wherein the wall part (305) comprises at least a first wall part, a second wall part, a third wall part, a first intermediate wall part and a second intermediate wall part; wherein a limit of the first wall part is contiguous with a first limit of the first intermediate wall part, a first limit of the second wall part is contiguous with a second limit of the first intermediate wall part, a second limit of the second part of the wall is contiguous with a first limit of the second intermediate wall part and a limit of the third wall part is contiguous with a second limit of the second intermediate wall part, such that the first wall part, the first intermediate wall part , the second part of the wall, the second part of the intermediate wall and the third part of the wall form a contiguous part of the wall (305) of the microchannel (210) and in which the contiguous part of the wall (305) defines a spiral part along from the first direction (650) of the microchannel (210), the spiral part, along the first direction (650), starting with the first part of the wall, including the first part of the intermediate wall, the second part of the wall and the second part of the intermediate wall and concluding with the third part of the wall; where a first normal to the first wall part is no longer parallel to a second normal to the second wall part and also no longer parallel to a third normal to the third wall part and where the second normal also is no longer parallel to the normal third; wherein an angle of deviation between the first normal and the second normal is equal to an angle of deviation between the second normal and the third normal; wherein the largest width of the microchannel (210) is less than or equal to 180 microns; wherein a separation between the first normal in the first wall part and the second normal in the second wall part along the contiguous part of the wall (305) is greater than any width of the microchannel (210) along the contiguous part; and where the angle shift between the first normal and the second normal is less than 5 degrees.

2. Heat exchange equipment according to Claim 1, characterized by the fact that the displacement of the angle between the first normal and the second normal is less than 2.5 degrees.

3. Heat exchange equipment according to Claim 1, characterized by the fact that the gas comprises air.

Heat exchange equipment according to Claim 1, characterized by the fact that the microchannel (210) is confined to a flat region (115).

5. Heat exchange equipment according to Claim 1, characterized by the fact that a path of the microchannel (210) is a spiral with an inner part and an outer part, in which the radius of the outer part is greater than lightning from the inside.

Heat exchange equipment according to Claim 1, characterized by the fact that at least part of the microchannel (210) is configured with an internal surface area between 3e-11 mA2 per linear micron for 6e-10 mA2 per linear micron.

Heat exchange equipment according to Claim 1, characterized in that the wall part (305) further comprises a coating material deposited on a substrate.

Heat exchange equipment according to Claim 7, characterized in that the substrate comprises copper.

Heat exchange equipment according to Claim 7, characterized in that the coating material comprises tungsten.

Heat exchange equipment according to Claim 1, characterized in that the wall part (305) is manufactured in order to be smooth.

11. Heat Exchange Method, applied to heat exchange equipment, as defined in Claim 1, comprising: providing a microchannel (210) comprising a wall part (305); providing a gas comprising a constituent particle (310); and inducing a gas flow adjacent to the wall part (305); characterized by the fact that the microchannel (210) is configured to accommodate the gas flow in a first direction (650) perpendicular to a cross section of the microchannel (210) and in which said gas ceases to condense to a liquid along the said flow; wherein the wall part (305) and the constituent particle (310) are configured in such a way that the collisions between the constituent particle (310) and the wall part (305) are specular; wherein the wall part (305) comprises at least a first wall part, a second wall part, a third wall part, a first intermediate wall part and a second intermediate wall part; wherein a limit of the first wall part is contiguous with a first limit of the first intermediate wall part, a first limit of the second wall part is contiguous with a second limit of the first intermediate wall part, a second limit of the second part of wall adjoins a first boundary of the second intermediate wall part and a boundary of the third wall part adjoins a second boundary of the second intermediate wall part, such that the first wall part, the first intermediate wall part , the second part of the wall, the second part of the intermediate wall and the third part of the wall form a contiguous part of the wall (305) of the microchannel (210) and in which the contiguous portion of the wall (305) defines a spiral part along from the first direction (650) of the microchannel (210), the spiral part along the first direction (650) starting with the first part of the wall, including the first part of the intermediate wall, the second part and of the wall and the second part of the intermediate wall and concluding with the third part of the wall; where a first normal to the first wall part is no longer parallel to a second normal to the second wall part and also no longer parallel to a third normal to the third wall part and where the second normal also is no longer parallel to the normal third; and wherein an angle of deviation between the first normal and the second normal is equal to an angle of deviation between the second normal and the third normal; wherein the largest width of the microchannel (210) is less than or equal to 180 microns; wherein a separation between the first normal in the first wall part and the second normal in the second wall part along the contiguous part of the wall (305) is greater than any width of the microchannel (210) along the contiguous part; and where the angle of deviation between the first normal and the second normal is less than 5 degrees.

12. Heat exchange method according to Claim 11, characterized by the fact that the angle of deviation between the first normal and the second normal is less than 2.5 degrees.

Heat exchange method according to Claim 11, characterized in that: the step of providing a microchannel (210) comprising a wall part (305) comprises: providing the wall part (305) to a first temperature a first time; and wherein a portion of the fluid flows through the microchannel (210) for a period of time between the first time and a second time after the first time; and wherein the wall part (305) has a second temperature which is less than the first temperature in the second time.

14. Heat exchange method according to Claim 11, characterized by the fact that the gas comprises air.

15. Heat Exchange Method according to Claim 11, characterized by the fact that a path of the microchannel (210) is a spiral with an inner part and an outer part, where a radius of the outer part is greater than one inside radius.

16. Heat Exchange Method according to Claim 11, characterized in that it further comprises providing a heat exchange element conductively attached to the wall part (305).

17. Heat exchange method according to Claim 11, characterized by the fact that at least part of the microchannel (210) is configured with an internal surface area between 3e-11 mA2 per linear micron for 6e-10 mA2 per linear micron.

18. Heat exchange method according to Claim 11, characterized in that providing a microchannel (210) comprising a wall part (305) further comprises: depositing a material on a surface of the microchannel (210) using at least minus one of: sputtering and evaporative deposition.

19. Heat exchange method according to Claim 18, characterized by the fact that the surface is copper.

20. Heat exchange method according to Claim 18, characterized by the fact that the material is tungsten.