一种微通道相变散热器的验证系统

摘要

本发明公开了一种微通道相变散热器的验证系统，由于本申请中可以通过热源进行热能的定量供应，并且在待测微通道相变散热器散热的过程中，可以通过工质供应装置指定流经待测微通道相变散热器的工质的流速，还可以在待测微通道相变散热器工作过程中通过温度采集模块采集多个指定位置的温度值，如此一来，控制装置便可以根据多个温度值以及指定流速计算待测微通道相变散热器的换热量，从而对其散热性能进行验证与研究分析。

说明书

技术领域

本发明涉及微通道相变散热领域，特别是涉及一种微通道相变散热器的验证系统。

背景技术

微通道相变散热技术作为新型散热技术适用于高热流密度器件，具有很强的换热能力，散热能力可以达到在300W/cm

然而现有技术中缺少一种微通道相变散热器的验证系统，一方面无法验证微通道相变散热器的散热性能，另一方面无法展开对微通道相变散热器的散热性能的研究分析。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种微通道相变散热器的验证系统，可以计算待测微通道相变散热器的换热量，从而对其散热性能进行验证与研究分析。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种微通道相变散热器的验证系统，包括：

与待测微通道相变散热器连接的热源，用于提供指定量的热能；

与所述待测微通道相变散热器的输入端连接的工质供应装置，用于在控制装置的控制下向所述待测微通道相变散热器提供具有指定流速的工质；

分别与所述待测微通道相变散热器的输出端以及所述工质供应装置连接的冷凝装置，用于将流出所述微通道相变散热器的工质冷凝后送回所述工质供应装置；

与所述待测微通道相变散热器连接的温度采集模块，用于采集所述待测微通道相变散热器中多个指定位置的温度值；

分别与所述工质供应装置以及所述温度采集模块连接的所述控制装置，用于根据多个所述温度值以及所述指定流速计算所述待测微通道相变散热器的换热量。

优选地，该微通道相变散热器的验证系统还包括：

分别与所述待测微通道相变散热器以及所述控制装置连接的压差采集模块，用于采集所述待测微通道相变散热器工质入口与工质出口的压力差值；

所述控制装置还用于获取所述压力差值，以便对于所述待测微通道相变散热器的压降特性进行分析。

优选地，所述冷凝装置包括：

分别与所述待测微通道相变散热器的输出端以及所述控制装置连接的第一电磁阀，用于在所述控制装置的控制下打开或关闭；

分别与所述待测微通道相变散热器的输出端以及所述控制装置连接的第二电磁阀，用于在所述控制装置的控制下打开或关闭；

分别与所述第一电磁阀以及所述工质供应装置连接的冷凝器，用于将流入自身的工质冷凝后送回所述工质供应装置；

分别与所述第二电磁阀以及所述工质供应装置连接的热能收集装置，用于置换流入自身的工质中的热能并将热能置换后的工质送回所述工质供应装置。

优选地，该微通道相变散热器的验证系统还包括：

分别与所述工质供应装置以及所述冷凝装置连接的对比用散热器；

分别与所述工质供应装置的输出端、所述待测微通道相变散热器以及所述控制装置连接的第三电磁阀，用于在所述控制装置的控制下打开或关闭；

分别与所述工质供应装置的输出端、所述对比用散热器以及所述控制装置连接的第四电磁阀，用于在所述控制装置的控制下打开或关闭；

其中，所述温度采集模块以及所述压差采集模块与所述待测微通道相变散热器的连接方式为可拆卸连接；所述温度采集模块以及所述压差采集模块与所述待测微通道相变散热器的连接方式为可拆卸连接；所述第三电磁阀与所述第四电磁阀的状态互斥。

优选地，所述热能收集装置包括：

第一输入端与所述第二电磁阀连接、第一输出端与所述工质供应装置连接、第二输入端与高温循环器的第一端连接，第二输出端与储热箱连接的换热器，用于将所述第二电磁阀供应的工质中的热能置换至所述高温循环器供应的硅油中；

第二端与所述储热箱连接的所述高温循环器，用于将所述储热箱中的硅油供应至所述换热器；

所述储热箱，用于接收所述换热器供应的置换得到热量的硅油，以便进行热能存储。

优选地，该微通道相变散热器的验证系统还包括：

与所述控制装置连接的提示器，用于在所述控制装置的控制下提示所述换热量以及所述压力差值。

优选地，所述温度采集模块包括等距设置于所述待测微通道相变散热器壁面的四个热电偶。

优选地，所述工质供应装置包括：

工质槽，用于容纳工质；

分别与所述工质槽以及所述待测微通道相变散热器连接的驱动泵，用于在所述控制装置的控制下向所述待测微通道相变散热器提供具有指定流速的工质。

优选地，所述控制装置为计算机。

优选地，该微通道相变散热器的验证系统还包括：

与所述控制装置连接的人机交互装置，用于通过其对所述指定量以及所述指定速度进行设定。

本发明提供了一种微通道相变散热器的验证系统，由于本申请中可以通过热源进行热能的定量供应，并且在待测微通道相变散热器散热的过程中，可以通过工质供应装置指定流经待测微通道相变散热器的工质的流速，还可以在待测微通道相变散热器工作过程中通过温度采集模块采集多个指定位置的温度值，如此一来，控制装置便可以根据多个温度值以及指定流速计算待测微通道相变散热器的换热量，从而对其散热性能进行验证与研究分析。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种微通道相变散热器的验证系统的结构示意图；

图2为本发明提供的另一种微通道相变散热器的验证系统的结构示意图；

图3为本发明提供的一种冷凝装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种微通道相变散热器的验证系统，可以计算待测微通道相变散热器的换热量，从而对其散热性能进行验证与研究分析。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明提供的一种微通道相变散热器的验证系统的结构示意图，该微通道相变散热器的验证系统包括：

与待测微通道相变散热器连接的热源1，用于提供指定量的热能；

与待测微通道相变散热器的输入端连接的工质供应装置2，用于在控制装置5的控制下向待测微通道相变散热器提供具有指定流速的工质；

分别与待测微通道相变散热器的输出端以及工质供应装置2连接的冷凝装置3，用于将流出微通道相变散热器的工质冷凝后送回工质供应装置2；

与待测微通道相变散热器连接的温度采集模块4，用于采集待测微通道相变散热器中多个指定位置的温度值；

分别与工质供应装置2以及温度采集模块4连接的控制装置5，用于根据多个温度值以及指定流速计算待测微通道相变散热器的换热量。

具体的，考虑到如上背景技术中的技术问题，本申请欲设计一种微通道相变散热器的验证系统，来计算待测微通道相变散热器的换热量，从而实现对于待测微通道相变散热器的散热性能的验证。

其中，为了实现对于热源1发热量的精确控制，本申请中设置了可控的热源1，通过其可以提供指定量的热能，以便更好地结合发热量对待测微通道相变散热器的散热性能进行验证。

具体的，考虑到工质的流速对于微通道相变散热器的散热效果有很大的影响，因此本申请中设置了可调节流速的工质供应装置2，并且通过指定流速的设置还可以方便控制装置5最终利用其计算待测微通道相变散热器的换热量。

其中，冷凝装置3可以将流出微通道相变散热器的工质冷凝后送回工质供应装置2，从而循环的利用工质带走微通道相变散热器上的热量。

具体的，为计算待测微通道相变散热器的换热量，那么便需要通过温度采集模块4采集待测微通道相变散热器中多个点的温度值，由于换热值与工质流速也有直接关系，因此便可以根据温度值以及指定流速进行换热量的计算，其具体计算过程可以为很多种，本发明实施例在此不做限定。

本发明提供了一种微通道相变散热器的验证系统，由于本申请中可以通过热源进行热能的定量供应，并且在待测微通道相变散热器散热的过程中，可以通过工质供应装置指定流经待测微通道相变散热器的工质的流速，还可以在待测微通道相变散热器工作过程中通过温度采集模块采集多个指定位置的温度值，如此一来，控制装置便可以根据多个温度值以及指定流速计算待测微通道相变散热器的换热量，从而对其散热性能进行验证与研究分析。

为了更好地对本发明实施例进行说明，请参考图2，图2为本发明提供的另一种微通道相变散热器的验证系统的结构示意图，在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，该微通道相变散热器的验证系统还包括：

分别与待测微通道相变散热器以及控制装置5连接的压差采集模块6，用于采集待测微通道相变散热器工质入口与工质出口的压力差值；

控制装置5还用于获取压力差值，以便对于待测微通道相变散热器的压降特性进行分析。

具体的，考虑到微通道相变散热器的散热能力与其压降特性具有直接关系，因此为了对压降特性进行研究分析，本申请中可以通过压差采集模块6采集待测微通道相变散热器工质入口与工质出口的压力差值。

为了更好地对本发明实施例进行说明，请参考图3，图3为本发明提供的一种冷凝装置的结构示意图，作为一种优选的实施例，冷凝装置3包括：

分别与待测微通道相变散热器的输出端以及控制装置5连接的第一电磁阀31，用于在控制装置5的控制下打开或关闭；

分别与待测微通道相变散热器的输出端以及控制装置5连接的第二电磁阀32，用于在控制装置5的控制下打开或关闭；

分别与第一电磁阀31以及工质供应装置2连接的冷凝器33，用于将流入自身的工质冷凝后送回工质供应装置2；

分别与第二电磁阀32以及工质供应装置2连接的热能收集装置34，用于置换流入自身的工质中的热能并将热能置换后的工质送回工质供应装置2。

具体的，考虑到通过冷凝器33进行的冷凝会把工质中的热量直接释放到环境中，造成了热能的浪费，而且在某些情况下确定存在热能回收利用的需求，因此本申请中设置了两路冷凝回流工质的回路，通过冷凝器33可以将热能释放到环境中，而通过热能收集装置34可以将工质中的热能置换并存储，从而实现热能的节约。

当然，除了该具体结构外，冷凝装置3还可以为其他具体结构，本发明实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，该微通道相变散热器的验证系统还包括：

分别与工质供应装置2以及冷凝装置3连接的对比用散热器7；

分别与工质供应装置2的输出端、待测微通道相变散热器以及控制装置5连接的第三电磁阀8，用于在控制装置5的控制下打开或关闭；

分别与工质供应装置2的输出端、对比用散热器7以及控制装置5连接的第四电磁阀9，用于在控制装置5的控制下打开或关闭；

其中，温度采集模块4以及压差采集模块6与待测微通道相变散热器的连接方式为可拆卸连接；温度采集模块4以及压差采集模块6与待测微通道相变散热器的连接方式为可拆卸连接；第三电磁阀8与第四电磁阀9的状态互斥。

具体的，为了对于待测微通道相变散热器的散热性能进行参考对比，本申请中还设置了对比用散热器7，并且通过第三电磁阀8以及第四电磁阀9可以进行散热器的切换，热源1也可以被选择性的与其中任一个散热器连接，例如在测试对比用散热器7的换热量的时候，便可以将第四电磁阀9接通，将热源1与对比用散热器7连接，并将温度采集模块4以及压差采集模块6均与对比用散热器7连接。

其中，对比用散热器7的类型可以为多种，本发明实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，热能收集装置34包括：

第一输入端与第二电磁阀32连接、第一输出端与工质供应装置2连接、第二输入端与高温循环器的第一端连接，第二输出端与储热箱连接的换热器，用于将第二电磁阀32供应的工质中的热能置换至高温循环器供应的硅油中；

第二端与储热箱连接的高温循环器，用于将储热箱中的硅油供应至换热器；

储热箱，用于接收换热器供应的置换得到热量的硅油，以便进行热能存储。

具体的，本发明实施例中的热能收集装置34具有结构简单、成本低以及便于维护等优点。

当然，除了该具体结构外，热能收集装置34的结构还可以为其他多种类型，本发明实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，该微通道相变散热器的验证系统还包括：

与控制装置5连接的提示器10，用于在控制装置5的控制下提示换热量以及压力差值。

具体的，通过本发明实施例中的提示器10，可以便于工作人员在第一时间了解到换热量以及压力差值，有利于提高工作效率。

其中，提示器10可以为多种类型，例如可以为显示器等，本发明实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，温度采集模块4包括等距设置于待测微通道相变散热器壁面的四个热电偶。

具体的，通过分析发现，通过四个等距设置的温度值能够更加准确的计算换热量。

具体的，可以将控制装置5中的计算机与arduino控制模块连接，arduino控制模块再与模数转换器连接，模数转换器最后与四个热电偶连接，模数转换器可以进行模数转换，而arduino控制模块则可以对热电偶采集到的数据进行非线性补偿。

当然，除了四个外，温度采集点的数量可以为其他数值，且设置方式也可以非等距设置，本发明实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，工质供应装置2包括：

工质槽，用于容纳工质；

分别与工质槽以及待测微通道相变散热器连接的驱动泵，用于在控制装置5的控制下向待测微通道相变散热器提供具有指定流速的工质。

具体的，通过驱动泵可以精准地进行指定流速的控制，并且控制装置5也可以直接获知指定流速为多少，本发明实施例中的工质供应装置2的结构简单且成本较低。

当然，除了该构造外，工质供应装置2还可以为其他多种类型，本发明实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，控制装置5为计算机。

具体的，计算机具有性能优、稳定性强以及成熟度高等优点。

具体的，控制装置5可以通过USB2016控制模块连接光耦继电器模组，光耦继电器模块可以分别与第一电磁阀31、第二电磁阀32、第三电磁阀8以及第四电磁阀9连接，从而通过光耦继电器模组实现对于电磁阀的控制，同样，也可以通过USB2016控制模块连接压差采集模块6。

当然，除了计算机外，控制装置5还可以为其他多种类型。

作为一种优选的实施例，该微通道相变散热器的验证系统还包括：

与控制装置5连接的人机交互装置11，用于通过其对指定量以及指定速度进行设定。

具体的，通过人机交互装置11可以便于工作人员快捷方便地对于指定量以及指定速度进行设定，从而进一步的提高工作效率。

其中，人机交互装置11可以为多种类型，例如可以为触控屏或者按键等，本发明实施例在此不做限定。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。