[實用新型]一種可視化電場強化微通道沸騰傳熱實驗裝置

有效

• 申請號: 202122664314.X
• 申請日: 2021-11-02
• 公開（公告）號: CN216560149U
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 莊曉如;余鵬;李翔;鄧啟宇
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: G01N11/00
• 分類號: G01N11/00;G01N25/20
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 徐凱凱

本實用新型提供了一種可視化電場強化微通道沸騰傳熱實驗裝置，其包括微通道沸騰換熱測試裝置、與所述微通道沸騰換熱測試裝置連通的換熱工質循環回路裝置，與所述微通道沸騰換熱測試裝置電連接的外加電場發生裝置，以及用于對所述微通道沸騰換熱測試裝置的測試過程進行可視化觀測的可視化觀測裝置；所述微通道沸騰換熱測試裝置包括微通道沸騰換熱器，可拆卸安裝在所述微通道沸騰換熱器上的單頭電加熱管，以及與所述單頭電加熱管電連接的可調功率電源。本實用新型利用氧化銦錫導電膜良好的透光性和導電性，借助可視化觀測裝置實現對電場強化微通道沸騰傳熱的可視化觀察研究，且其操作方便、測試精度高。

技術領域

本實用新型涉及微通道相變強化傳熱技術領域，尤其涉及一種可視化電場強化微通道沸騰傳熱實驗裝置。

背景技術

近年來，隨著微尺度技術的快速發展，超大規模集成電路在微電子機械系統、航空航天和光電等領域日益受到廣泛的關注，而集成電路芯片發熱量的迅速增加嚴重制約了其性能，熱致失效是目前微電子器件失效的主要形式。因此，高熱流密度散熱是微電子器件高效穩定運行亟待突破的重大瓶頸，也是微電子行業發展的關鍵技術之一。

微通道沸騰換熱器集合了微通道換熱器和沸騰冷卻技術兩者的優點：一方面尺度微小化可彌補傳統散熱方式設備體積大以及難以在有限空間內高效冷卻的不足，從而滿足設備微型化、緊湊化的發展趨勢；另一方面沸騰傳熱可有效增大換熱量和提高設備溫度均勻性，維持設備處于適宜的工作溫度，從而保證設備的高效穩定運行。隨著微電子器件對集成度、性能和可靠性要求的不斷提高，許多研究者致力于研發適用于微通道沸騰換熱器的強化傳熱技術，以進一步強化其傳熱性能，進而提高能源的有效利用。其中，電場強化傳熱技術具有傳熱強化效果好、操作簡單、容易控制、功耗低和無機動部件等優點，不僅能實現高熱流密度散熱，還可通過控制電場調節散熱能力，是解決微電子器件高效穩定運行的一個重要途徑。

電場強化沸騰傳熱主要是利用電場力對沸騰過程中氣泡的形成、生長、脫離和運動等氣泡動力學行為進行作用，改善通道內兩相流動狀態，進而達到強化傳熱的效果。但目前關于電場強化微通道流動沸騰傳熱的影響機制和換熱機理尚未有較為明確的描述，因此需要一種可視化電場強化微通道沸騰傳熱實驗裝置來研究電場作用下微通道流動沸騰的傳熱和兩相流動特性。

現有技術還有待于改進和發展。

實用新型內容

鑒于上述現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種可視化電場強化微通道沸騰傳熱實驗裝置，能系統測試和可視化觀察電場作用下微通道流動沸騰的傳熱和兩相流動特性。

本實用新型的技術方案如下：

一種可視化電場強化微通道沸騰傳熱實驗裝置，其中，包括微通道沸騰換熱測試裝置、與所述微通道沸騰換熱測試裝置連通的換熱工質循環回路裝置，與所述微通道沸騰換熱測試裝置電連接的外加電場發生裝置，以及用于對所述微通道沸騰換熱測試裝置的測試過程進行可視化觀測的可視化觀測裝置；所述微通道沸騰換熱測試裝置包括微通道沸騰換熱器，可拆卸安裝在所述微通道沸騰換熱器上的單頭電加熱管，以及與所述單頭電加熱管電連接的可調功率電源。

所述的可視化電場強化微通道沸騰傳熱實驗裝置，其中，所述微通道沸騰換熱器包括從下至上層疊設置且通過緊固螺栓和螺母固定安裝的底座隔熱板、含進出口隔熱體以及玻璃上蓋板；所述底座隔熱板與所述含進出口隔熱體之間設置有含微通道紫銅熱沉；所述含進出口隔熱體與所述含微通道紫銅熱沉之間設置有密封墊片；所述含進出口隔熱體與所述玻璃上蓋板之間設置有氧化銦錫導電膜，所述氧化銦錫導電膜與所述含進出口隔熱體之間設置有密封圈。

所述的可視化電場強化微通道沸騰傳熱實驗裝置，其中，所述氧化銦錫導電膜作為正極電極與所述外加電場發生裝置電連接，所述氧化銦錫導電膜由PET基底以及濺射在所述PET基底上的高阻值ITO薄膜組成。