CN201886399U - 纳米热管式笔记本cpu散热器 - Google Patents
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Abstract
一种纳米热管式笔记本CPU散热器，由散热底座、热管散热翅片水和四氧化三铁纳米颗粒组成，其特征在于热管设为一端长一端短的V字形，热管两端设有封头、热管内设有占热管容积15-25%的由水和四氧化三铁纳米颗粒组成的传热介质；热管设有若干根，水平相间均匀排列，长端在上，短端在下，在长端比短端长出部分的周侧设有由若干铝片或铜片组成的矩形散热翅片结构，在短端的底面镶嵌有矩形铜制铝制散热底座；散热翅片和散热底座与热管之间焊接；本实用新型采用纳米流体作为传热介质，利用纳米流体较高的导热系数性，可比变通的热管的传热能力更强，能够在有限的空间和时间内尽量大的传导更多的热量，可满足笔记本赵向小型在发展的散热要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种新型的对笔记本电脑CPU进行散热的装置，解决目前小型笔记本电脑因散热不充分而引起的性能受限、死机、使用舒适度低等问题。
背景技术
笔记本电脑的热量主要来自CPU、显示主芯片、硬盘、主板芯片组，特别是集成有显示芯片的北桥、电源电路等，其中CPU是最大的热量来源，笔记本中1/3的热量都是它散发出来的。45℃左右是笔记本电脑的正常工作温度，能带来最稳定的工作状态。在55℃左右，人感觉到热但还可以连续接触，这时就应该考虑到散热问题了，因为笔记本外部的温度是55℃左右，那么内部元器件的温度应该不会少于65℃了。而CPU温度一旦超过了80℃而又长时间工作，轻则死机，重则报废。目前，笔记本散热装置主要包括风扇散热、外壳散热、底座散热，风扇散热成本相对高，声学噪音受叶片的几何形状影响较严重；受笔记本体积的限制，外壳散热的效果不是很理想；底座散热需要在电脑下另外放置散热底座，大大降低了笔记本电脑的可移动性。因此，笔记本电脑的散热问题，很大程度制约了笔记本电脑朝着体积越来越小，性能越来越高的发展方向。
热管是一种性能优异的传热元件，它是依靠自身内部工作液体相变来实现传热，具有较大的传热能力、较高的等温性、恒温、环境适应性强等特点，目前已经应用在台式机的散热上，但由于体积限制，尚未应用在笔记本电脑中。而据研究，纳米流体具有明显优于普通流体的导热系数，在加强传热的应用上具有广阔的前景。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种纳米热管式笔记本CPU散热器，将用在笔记本电脑散热中，解决笔记本散热能力不足，使用寿命短且影响笔记本向小型化发展的问题。
本实用新型的技术方案是通过以下方式实现的：
本实用新型由散热底座、热管散热翅片、水和四氧化三铁纳米颗粒组成，其特征在于热管设为一端长一端短的V字形，热管两端设有封头、热管内设有占热管容积15-25%的由水和四氧化三铁纳米颗粒组成的传热介质；热管设有若干根，水平相间均匀排列，长端在上，短端在下，在长端比短端长出部分的周侧设有由若干铝片或铜片组成的矩形散热翅片结构，在短端的底面镶嵌有矩形铜制铝制散热底座；散热翅片和散热底座与热管之间焊接；
纳米热管式笔记本CPU散热器设置笔记本壳体内的CPU处，使CPU贴在散热底座上。
本实用新型采用纳米流体作为传热介质，利用纳米流体较高的导热系数性，可比变通的热管的传热能力更强，能够在有限的空间和时间内尽量大的传导更多的热量，可满足笔记本赵向小型化发展的散热要求。
附图说明
图1-本实用新型的结构示意图；
图2-图1的俯视图；
图中1-散热底座，2-热管，3-散热翅片。
具体实施方式
为进一步公开本实用新型的技术方案，下面结合说明书附图通过实施例作详细说明：
本实用新型由散热底座、热管散热翅片水和四氧化三铁纳米颗粒组成，其特征在于热管设为一端长一端短的V字形，热管两端设有封头、热管内设有占热管容积15-25%的由水和四氧化三铁纳米颗粒组成的传热介质；热管设有若干根，水平相间均匀排列，长端在上，短端在下，在长端比短端长出部分的周侧设有由若干铝片或铜片组成的矩形散热翅片结构，在短端的底面镶嵌有矩形铜制铝制散热底座；散热翅片和散热底座与热管之间焊接。
本实用新型的制造方案：
1、热管的制作。选择导热较强的铜管，管径为3mm，壁厚为0.25mm。封闭一端后，充入占其内部体积20%的工作液体，工作液体选择以水为基液，添加四氧化三铁纳米颗粒的纳米流体。然后采用旋压封闭另一端。
2、用铜制作底座，将8根热管并排焊接在底座上。
3、选择铜或铝作为散热翅片的材料，数片翅片并排焊接在热管的冷凝段。即可完成笔记本散热器的制作。
工作过程中，散热底座被放置在电脑的CPU上，CPU发热后，热量通过底座传至热管的蒸发段，热管内部的流体在热量的作用下，液体吸热蒸发汽化，在微小压差的作用下，蒸汽由热管的下部流向另一端，并在另一端冷凝放出热量，冷凝后的液体重新回流至热管下部，受热后可再次蒸发汽化，如此反复循环。在此过程中，纳米流体中的纳米颗粒可明显增大其传热量与传热速率。其原理为：热管工作时，当在较低的热通量下，加热面与液体之间的热交换是自然对流换热，此时，加热面无气泡产生，由于纳米颗粒的加入使热管工质导热能力大幅度提高，从而使换热得以强化。当热通量达到旺盛沸腾条件时，蒸发段内部进行的是核态沸腾。此时，加热壁面上气泡的产生和脱离过程是影响沸腾换热的决定因素。而气泡在加热壁面上产生后对气泡的成长过程起决定作用的是气泡附近液体的蒸发。也就是说，加热面上液体沸腾的主要热阻来自微层液膜。纳米颗粒的加入，形成了均匀的纳米流体，纳米流体的热导率大幅度的提高，从而降低了微层液膜的热阻。同时，因为纳米材料的比表面积很大而具有大的比表面能，当工作流体加热时，纳米颗粒的布朗运动速度很大，既增加了气泡的脱离频率，又使纳米颗粒在惯性力和布朗运动的共同作用下频频撞击加热壁面。这样，在蒸发段既加强了液体的扰动，直接破坏了热边界层，又增加了有效蒸发面积，从而使沸腾换热得以强化。在冷凝段，纳米颗粒也会随着蒸汽一起进入冷凝段，从而对冷凝段液膜产生影响。一方面，液膜内由于含有纳米颗粒，热导率提高，减小了液膜的热阻。另一方面，纳米颗粒的布朗运动增加了冷凝段液膜的扰动，破坏了冷凝段的热边界层，从而强化了冷凝段的传热。综上可知，在加入纳米颗粒后。由于蒸发段和冷凝段的传热都得以加强，因此，采用纳米流体作为介质的新型热管，其传热能力较普通热管有很大的提高。
热管的传热能力是根据其管径、工作液体、充液量、散热面积等计算出来的五个传热极限决定的，即携带极限、沸腾极限、干涸极限、冷凝极限和连续流动极限。经计算，普通尺寸规格的普通热管式散热器的传热能力为Q=68.93W，此值为常规热管的传热能力，本热管采用纳米流体介质，根据试验，其传热系数可提高47%-96%，轴向热流率可提高7.6%-15%。保守估计，可提高散热器传热能力的40%，即达到68.93×1.4=96.5W，完全满足笔记本散热的要求。
Claims (2)
1.一种纳米热管式笔记本CPU散热器，由散热底座、热管散热翅片水和四氧化三铁纳米颗粒组成，其特征在于热管设为一端长一端短的V字形，热管两端设有封头、热管内设有占热管容积15-25%的由水和四氧化三铁纳米颗粒组成的传热介质；热管设有若干根，水平相间均匀排列，长端在上，短端在下，在长端比短端长出部分的周侧设有由若干铝片或铜片组成的矩形散热翅片结构，在短端的底面镶嵌有矩形铜制铝制散热底座；散热翅片和散热底座与热管之间焊接。
2.根据权利要求1所述的纳米热管式笔记本CPU散热器，其特征在于纳米热管式笔记本CPU散热器设置笔记本壳体内的CPU处，使CPU贴在散热底座上。
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