CN108120331A - 一种非相变导热散热装置 - Google Patents

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孙永军
曹晓涛
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Abstract

本发明提供一种非相变导热散热装置，包括：导热管(1)，翅片管(2)和工质(3)；本发明采用非相变导热机制，大大提高了导热装置对高热流密度的承载和传输能力，突破相变传热的多种极限限制，解决普通相变传热机制无法胜任的传热工况，并采用具有较高热交换能力的铝合金散热翅片使换热效率得到大幅提高，在高热流密度工况下，实现热能的快速转换和高效利用。

Description

一种非相变导热散热装置
技术领域
本发明涉及传热学领域，尤其涉及一种非相变导热散热装置。
背景技术
在许多热能利用过程当中，通常大都是利用相变热管来进行热能的传导的，热管的传热能力虽然很大，但也不可能无限地加大热负荷，事实上有许多因素制约着热管的工作能力，热管传热也存在着一系列的传热局限，如限制热管传热现象的声速极限、携带极限、毛细极限、沸腾极限、干涸极限等，使热管在较高温度和大热流密度工况下无法发挥出其高效的导热特性。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种非相变导热散热装置，包括：导热管(1)，翅片管(2)和工质(3)；本发明采用非相变导热机制，大大提高了导热器件对高热流密度的承载和传输能力，突破相变传热的多种极限限制，解决普通相变传热无法胜任的传热工况，并采用具有较高热交换能力的铝合金翅片，使换热效率得到大幅提升，在高热流密度工况下，实现热能的快速转换和高效利用。
本发明解决上述技术问题的技术方案是：包括：导热管(1)，翅片管(2)和工质(3)；所述导热管(1)为非相变循环回路导热管，导热管一侧的管段上上设置有翅片管(2)，导热管另一侧的管段为滑璧光管。
所述翅片管(2)为铝合金翅片管，铝合金管上设置有直肋翅片，翅片管(2)通过胀管固定在导热管(1)一侧的管段上。
所述工质(3)为液体，液体中添加有复合纳米材料。
将导热管经过清洗、钝化处理以后制作成形，根据导热装置在相对应的热流密度负荷下的温度，在管腔内灌注合适的工质。
本发明的技术效果在于：本发明采用非相变导热散热机制，大大提高了导热装置对较高温度和高热流密度的承载能力，突破相变传热的多种极限限制，解决了普通相变传热无法胜任的传热工况，并采用具有较高热交换能力的铝合金翅片，使换热效率得到大幅提升，在较高温度和高热流密度工况下，为实现热能的快速转换和有效利用建立了快速的导热通道。
非相变导热散热装置在热能利用过程当中扮演的是热能转换的重要角色，能否及时有效的将高热流密度的热量转换出处，对散热结构的稳定运行和安全性有着直接和关键性的作用。一款高效的导热散热装置不但要实现能量的高效传输，还必须有一个合理的换热结构和足够的热交换面积，具备高效的换热能力，才能实现热能的高效利用。循环回路结构为扩展散热面积提供了条件，使导热散热装置能够形成一个强有力的散热结构，具备了足够的换热能力，使整个热交换过程得到强化，强有力的散热条件为导热散热装置的高效运行和散热结构的可靠稳定性提供了保障。
铝材质换热材料的选用为提高导热散热装置的换热效率发挥了重要作用，性价比优良的铝材质具有较高的热交换能力，其高导热能力和高比热容的特性决定了其高效的散热效果，对提高导热器件的换热性能有很大帮助；散热结构采用直肋散热翅片能够使强制对流时的热风流程阻力明显减小，换热效率得到明显提升。
在液体工质中添加有复合纳米材料，可以强化工质的导热性能，提高导热工质的携热、传热能力。
与普通相变换热装置相比，本发明还具有制作工艺简单和便于维修等优点，使换热装置能以更低廉的价位，更长的使用寿命走向热传导和热交换领域，形成最经济的换热设备。
附图说明
图1是本发明提供的一种非相变导热散热装置的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，本发明包括：导热管(1)，翅片管(2)和工质(3)；导热管(1)为循环回路导热管，导热管(1)一侧的管段上设置有翅片管(2)，翅片管(2)为铝合金翅片管，导热管(1)另一侧的管段为滑璧光管；导热管(1)腔体内灌注有工质(3)，工质(3)为液体，液体中添加有复合纳米材料。
本发明的技术原理：本发明在使用时，将一组导热散热装置依次布置在换热器结构上组成热交换器，导热管上设置有翅片管的一侧作为散热端，另一侧滑璧光管作为受热端，换热器工作时，受热端一侧腔体内的工质受热膨胀密度发生变化，分子扩散产生压差形成动力，工质向上运动；传递到另一侧的工质经散热后密度增大，工质依靠重力向下运动，因为重力远远大于毛细力，其内部流动的阻力远远小于吸液芯毛细力，因此传输热流的能力大大超过吸液芯热管，因而具有更高的热传输能力，且相变传热的多种极限在导热状态下都不会发生。在热能转换过程中，工质在上升管和下降管管腔内密度差作用下，借助工质受热膨胀的推力加速和散热冷却后的重力引导，形成合理的自然循环流动，将大量的热量从一侧传向另一侧。同时，散热端有一个很强热交换热能力的散热结构，在强力风机作用下具备有足够的换热能力，工质的热涨与冷缩在管腔中形成了一个对等关系，两侧管腔中的涨、缩对等形成了工质相变的抑制作用，封闭体系中的流体在有效工作状态下被控制在单相或接近单相的形态中，工质在温度、压力和体积相互转换过程中，管腔中只有一种相对统一的物质密度空间，物质在吸收和释放热能的膨、缩只在同相态下进行，工作状态下完全无相变发生。虽然相变无法出现，但管腔内却存在很大的温差应力，所以只要另一端的温度下降，应力就立即减弱，这样压力大的一侧工质就会发生舒展并释放热量，而这样的释放是在分子间和原子间进行的，所以热量也就在这样的过程中被传导运动，如果分子间的距离与一定的热运动相吻合并出现步骤和幅度相一致的运动，那么其导热量和导热速度就会以趋向最大化的态势来完成热在封闭体系中的快速传导，实现工质的合理流动和热量传递过程，被转换出来的热量在风机的作用下形成强制对流，将热能送入利用的环境当中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种非相变导热散热装置，包括：导热管(1)，翅片管(2)和工质(3)；其特征在于，所述导热管(1)为非相变循环回路导热管，导热管一侧的管段上设置有翅片管(2)，导热管另一侧的管段为滑璧光管。
2.根据权利要求1所述一种非相变导热散热装置，其特征在于，所述翅片管(2)为铝合金翅片管，铝合金管上设置有直肋翅片，翅片管(2)通过胀管固定在导热管(1)一侧的管段上。
3.根据权利要求1所述一种非相变导热散热装置，其特征在于，所述工质(3)为液体，液体中添加有复合纳米材料。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110174017A (zh) * 2019-04-30 2019-08-27 东南大学 一种相变储能装置及热量循环利用系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60226656A (ja) * 1984-04-24 1985-11-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd ガス風呂装置
CN2608929Y (zh) * 2003-03-28 2004-03-31 薛金栋 高效热管元件
CN205448784U (zh) * 2015-12-31 2016-08-10 陈伟峰 一种单相换热元件

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60226656A (ja) * 1984-04-24 1985-11-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd ガス風呂装置
CN2608929Y (zh) * 2003-03-28 2004-03-31 薛金栋 高效热管元件
CN205448784U (zh) * 2015-12-31 2016-08-10 陈伟峰 一种单相换热元件

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110174017A (zh) * 2019-04-30 2019-08-27 东南大学 一种相变储能装置及热量循环利用系统
CN110174017B (zh) * 2019-04-30 2021-03-19 东南大学 一种相变储能装置及热量循环利用系统

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