Claims (25)
1. Устройство для теплообмена, содержащее:1. A device for heat transfer, comprising:
микроканал, содержащий часть стенки; иa microchannel containing a portion of the wall; and
газ, содержащий составляющую частицу;a gas containing a constituent particle;
причем микроканал выполнен так, чтобы вмещать поток газа в первом направлении, главным образом, перпендикулярном поперечному сечению микроканала; иmoreover, the microchannel is designed to accommodate the gas flow in the first direction, mainly perpendicular to the cross section of the microchannel; and
часть стенки и составляющая частица подобраны так, что столкновения между составляющей частицей и частью стенки являются, главным образом, зеркальными; иthe part of the wall and the component particle are selected so that the collisions between the component particle and part of the wall are mainly mirror; and
часть стенки содержит, по меньшей мере, первую и вторую часть стенки, третью часть стенки, первую промежуточную часть стенки, и вторую промежуточную часть стенки;a wall part comprises at least a first and a second wall part, a third wall part, a first intermediate wall part, and a second intermediate wall part;
граница первой части стенки является смежной с первой границей первой промежуточной части стенки, первая граница второй части стенки является смежной со второй границей первой промежуточной части стенки, вторая граница второй части стенки является смежной с первой границей второй промежуточной части стенки, и граница третьей части стенки является смежной со второй границей второй промежуточной части стенки, так что первая часть стенки, первая промежуточная часть стенки, вторая часть стенки, вторая промежуточная часть стенки, и третья часть стенки образуют смежную часть стенки микроканала;the boundary of the first wall portion is adjacent to the first boundary of the first intermediate wall portion, the first boundary of the second wall portion is adjacent to the second boundary of the first intermediate wall portion, the second boundary of the second wall portion is adjacent to the first boundary of the second intermediate wall portion, and the boundary of the third wall portion is adjacent to the second boundary of the second intermediate wall part, so that the first wall part, the first intermediate wall part, the second wall part, the second intermediate wall part, and the third Part wall form a contiguous portion of the microchannel wall;
причем, первый перпендикуляр к первой части стенки не параллелен второму перпендикуляру ко второй части стенки, и также не параллелен третьему перпендикуляру к третьей части стенки, а второй перпендикуляр также не параллелен третьему перпендикуляру;moreover, the first perpendicular to the first part of the wall is not parallel to the second perpendicular to the second part of the wall, and also not parallel to the third perpendicular to the third part of the wall, and the second perpendicular is not parallel to the third perpendicular;
угловое смещение между первым перпендикуляром и вторым перпендикуляром составляет меньше, чем 90 градусов, и примерно такое же, как угловое смещение между вторым перпендикуляром и третьим перпендикуляром;the angular displacement between the first perpendicular and the second perpendicular is less than 90 degrees, and approximately the same as the angular displacement between the second perpendicular and the third perpendicular;
интервал между первой частью стенки и второй частью стенки, по меньшей мере, является кратным целому числу N наибольшей ширины микроканала в этом интервале; иthe interval between the first part of the wall and the second part of the wall is at least a multiple of an integer N of the greatest width of the microchannel in this interval; and
угол смещения между первым перпендикуляром и вторым перпендикуляром меньше, чем М градусов, где М равно N/10.the offset angle between the first perpendicular and the second perpendicular is less than M degrees, where M is N / 10.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что N выбрано, по меньшей мере, как одно из чисел: двадцать пять и пятьдесят.2. The device according to claim 1, characterized in that N is selected at least as one of the numbers: twenty-five and fifty.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что газ содержит воздух.3. The device according to claim 1, characterized in that the gas contains air.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что микроканал, главным образом, привязан к планарной области.4. The device according to claim 1, characterized in that the microchannel is mainly tied to a planar region.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что траектория микроканала является спиральной, с внутренней и наружной частями, причем радиус наружной части больше, чем радиус внутренней части.5. The device according to claim 1, characterized in that the path of the microchannel is spiral, with inner and outer parts, and the radius of the outer part is greater than the radius of the inner part.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, часть микроканала выполнена с площадью внутренней поверхности примерно от 3е-11 м^2 на линейный микрон до 6е-10 м^2 на линейный микрон.6. The device according to claim 1, characterized in that at least part of the microchannel is made with an inner surface area of from about 3e-11 m ^ 2 per linear micron to 6e-10 m ^ 2 per linear micron.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что часть стенки дополнительно содержит материал покрытия, осажденный на подложку.7. The device according to claim 1, characterized in that the part of the wall further comprises a coating material deposited on the substrate.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что подложка содержит медь.8. The device according to claim 7, characterized in that the substrate contains copper.
9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что материал покрытия содержит вольфрам.9. The device according to claim 7, characterized in that the coating material contains tungsten.
10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что часть стенки изготовлена, как правило, гладкой.10. The device according to claim 1, characterized in that the part of the wall is made, as a rule, smooth.
11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поток газа в микроканале проходит от внутренней части к наружной части.11. The device according to claim 1, characterized in that the gas flow in the microchannel passes from the inside to the outside.
12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поток газа в микроканале проходит от наружной части к внутренней части.12. The device according to claim 1, characterized in that the gas flow in the microchannel passes from the outer part to the inner part.
13. Способ теплообмена, включающий:13. The method of heat transfer, including:
создание микроканала, содержащего часть стенки;creating a microchannel containing a portion of the wall;
создание газа, содержащего составляющую частицу; иcreating a gas containing a constituent particle; and
возбуждение потока газа, примыкающего к части стенки;excitation of a gas stream adjacent to a part of the wall;
причем микроканал выполнен так, чтобы вмещать поток газа в первом направлении, главным образом, перпендикулярном поперечному сечению микроканала; иmoreover, the microchannel is designed to accommodate the gas flow in the first direction, mainly perpendicular to the cross section of the microchannel; and
часть стенки и составляющая частица подобраны так, что столкновения между составляющей частицей и частью стенки являются, главным образом зеркальными; иthe part of the wall and the component particle are selected so that the collisions between the component particle and part of the wall are mainly mirror; and
часть стенки содержит, по меньшей мере, первую, вторую часть стенки и третью части стенки, первую промежуточную часть стенки, и вторую промежуточную часть стенки;a wall part comprises at least a first, a second part of a wall and a third part of a wall, a first intermediate part of the wall, and a second intermediate part of the wall;
граница первой части стенки является смежной с первой границей первой промежуточной части стенки, первая граница второй части стенки является смежной со второй границей первой промежуточной части стенки, вторая граница второй части стенки является смежной с первой границей второй промежуточной части стенки, и граница третьей части стенки является смежной со второй границей второй промежуточной части стенки, так что первая часть стенки, первая промежуточная часть стенки, вторая часть стенки, вторая промежуточная часть стенки, и третья часть стенки образуют смежную часть стенки микроканала;the boundary of the first wall portion is adjacent to the first boundary of the first intermediate wall portion, the first boundary of the second wall portion is adjacent to the second boundary of the first intermediate wall portion, the second boundary of the second wall portion is adjacent to the first boundary of the second intermediate wall portion, and the boundary of the third wall portion is adjacent to the second boundary of the second intermediate wall part, so that the first wall part, the first intermediate wall part, the second wall part, the second intermediate wall part, and the third Part wall form a contiguous portion of the microchannel wall;
первый перпендикуляр к первой части стенки не параллелен второму перпендикуляру ко второй части стенки, и также не параллелен третьему перпендикуляру к третьей части стенки, а второй перпендикуляр также не параллелен третьему перпендикуляру;the first perpendicular to the first part of the wall is not parallel to the second perpendicular to the second part of the wall, and also not parallel to the third perpendicular to the third part of the wall, and the second perpendicular is not parallel to the third perpendicular;
угловое смещение между первым перпендикуляром и вторым перпендикуляром составляет меньше, чем 90 градусов, и примерно такое же, как угловое смещение между вторым перпендикуляром и третьим перпендикуляром;the angular displacement between the first perpendicular and the second perpendicular is less than 90 degrees, and approximately the same as the angular displacement between the second perpendicular and the third perpendicular;
интервал между первой частью стенки и второй частью стенки, по меньшей мере, является кратным целому числу N наибольшей ширины микроканала в этом интервале; иthe interval between the first part of the wall and the second part of the wall is at least a multiple of an integer N of the greatest width of the microchannel in this interval; and
угол смещения между первым перпендикуляром и вторым перпендикуляром меньше, чем М градусов, где М равно N/10.the offset angle between the first perpendicular and the second perpendicular is less than M degrees, where M is N / 10.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что N выбрано, по меньшей мере, как одно из чисел: двадцать пять и пятьдесят.14. The method according to item 13, wherein N is selected at least as one of the numbers: twenty-five and fifty.
15. Способ по п.13, отличающийся тем, что:15. The method according to item 13, wherein:
этап создания микроканала, содержащего часть стенки, включает:the stage of creating a microchannel containing a part of the wall includes:
создание части стенки при первой температуре в первый момент времени; причемcreating a part of the wall at the first temperature at the first time; moreover
часть текучей среды проходит через микроканал за период времени между первым моментом и вторым моментом, более поздним, чем первый момент; причемa portion of the fluid passes through the microchannel over a period of time between the first moment and the second moment later than the first moment; moreover
во второй момент часть стенки имеет вторую температуру, которая меньше, чем первая температура.at the second moment, a part of the wall has a second temperature, which is less than the first temperature.
16. Способ по п.13, отличающийся тем, что газ содержит воздух.16. The method according to item 13, wherein the gas contains air.
17. Способ по п.13, отличающийся тем, что траектория микроканала является спиральной, с внутренней наружной частями, причем радиус наружной части больше, чем радиус внутренней части.17. The method according to item 13, wherein the path of the microchannel is spiral, with the inner outer parts, and the radius of the outer part is greater than the radius of the inner part.
18. Способ по п.13, отличающийся тем, что дополнительно обеспечивает теплообменный элемент, электрически связанный с частью стенки.18. The method according to item 13, characterized in that it further provides a heat exchange element electrically connected to a part of the wall.
19. Способ по п.13, отличающийся тем, что, по меньшей мере, часть микроканала выполнена с площадью внутренней поверхности примерно от 3е-11 м^2 на линейный микрон до 6е-10 м^2 на линейный микрон.19. The method according to p. 13, characterized in that at least a portion of the microchannel is made with an inner surface area of from about 3e-11 m ^ 2 per linear micron to 6e-10 m ^ 2 per linear micron.
20. Способ по п.13, отличающийся тем, что дополнительно обеспечивает микроканал, содержащий часть стенки, включающий: осаждение материала на поверхность микроканала, используя, по меньшей мере, один из способов: осаждение напылением и парообразованием.20. The method according to p. 13, characterized in that it further provides a microchannel containing a portion of the wall, including: deposition of material on the surface of the microchannel, using at least one of the methods: deposition by sputtering and vaporization.
21. Способ по п.20, отличающийся тем, что поверхность является медной.21. The method according to claim 20, characterized in that the surface is copper.
22. Способ по п.20, отличающийся тем, что материалом служит вольфрам.22. The method according to claim 20, characterized in that the material is tungsten.
23. Система для теплообмена, содержащая:23. A heat transfer system comprising:
ускоряющий элемент, содержащий устройство по п.11;an accelerating element comprising a device according to claim 11;
замедляющий элемент, содержащий устройство по п.12; иa delay element containing the device according to item 12; and
границу раздела, содержащую микроканал, сообщающийся по текучей среде с микроканалом ускоряющего элемента и микроканалом замедляющего элементаan interface containing a microchannel in fluid communication with a microchannel of an accelerating element and a microchannel of a slowing element
причем газ ускоряющего элемента содержит первую часть газа, в основном, при первом давлении, и газ замедляющего элемента содержит вторую часть газа, в основном, при втором давлении, которое меньше, чем первое давление.moreover, the gas of the accelerating element contains the first part of the gas, mainly at the first pressure, and the gas of the slowing element contains the second part of the gas, mainly at the second pressure, which is less than the first pressure.
24. Система по п.23, отличающаяся тем, что ускоряющий элемент и замедляющий элемент выполнен так, чтобы передавать тепловую энергию от ускоряющего элемента к замедляющему элементу, при величине, как минимум, 100 ватт.24. The system according to item 23, wherein the accelerating element and the slowing down element is configured to transmit thermal energy from the accelerating element to the slowing down element, at a value of at least 100 watts.
25. Система по п.23, отличающаяся тем, что каждый из ускоряющих элементов и замедляющих элементов имеет размер примерно 100 миллиметров на 100 миллиметров.
25. The system according to item 23, wherein each of the accelerating elements and decelerating elements has a size of about 100 millimeters per 100 millimeters.