CN106197105A - 一种强化传热热管及热管处理方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种强化传热热管及热管处理方法，该强化传热热管为内表面经过亲水处理的热管。可见，本申请公开的强化传热热管的内表面经过了亲水处理，这样可以降低热管内表面的固液接触角，从而优化了热管内表面的湿润性，使得热管内工质冷凝后形成的液滴加快回流至加热段，由此强化了热管的热传输性能。
Description
技术领域
本发明涉及热管技术领域，特别涉及一种强化传热热管及热管处理方法。
背景技术
当前，随着电子技术的快速发展，电子散热问题面临巨大的挑战，越来越受到人们的关注。
其中，热管技术能够利用工质蒸发冷凝的潜热把高密度热流及时转移，成为解决电子散热问题的有效方法。热管具有很高的导热性、优良的等温性、热流密度可变性、热流方向的可逆性、热二极管与热开关性能、环境的适应性等一些重要特性，使得热传成为解决电子散热的一个重要方向。
而如何进一步改善和强化热管的热输送性能是目前有待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种强化传热热管及热管处理方法，实现了进一步改善和强化热管的热输送性能的目的。其具体方案如下：
一种基于内表面处理的强化传热热管，包括依次连接的蒸发段、绝热段和冷凝段，所述强化传热热管为内表面经过亲水处理的热管。
优选的，所述蒸发段、所述绝热段和所述冷凝段的内表面均为经过亲水处理后具有相同的固液接触角的内表面。
优选的，所述蒸发段的内表面为经过亲水处理后具有第一固液接触角的内表面；
所述绝热段的内表面为经过亲水处理后具有第二固液接触角的内表面；
所述冷凝段的内表面为不经过亲水处理或经过亲水处理后具有第三固液接触角的内表面；
其中，所述第一固液接触角小于所述第二固液接触角，所述第二固液接触角小于所述第三固液接触角。
优选的，所述蒸发段的内表面为经过亲水处理后具有第四固液接触角的内表面；
所述冷凝段的内表面为不经过亲水处理或经过亲水处理后具有第五固液接触角的内表面；
其中，所述第四固液接触角小于所述第五固液接触角，并且，
所述绝热段的内表面为固液接触角的大小从所述绝热段的第一端连续变化至所述绝热段的第二端的内表面；所述第一端为所述绝热段上与所述蒸发段相连的一端，所述第二端为所述绝热段上与所述冷凝段相连的一端。
优选的，所述第一端上的固液接触角与所述第四固液接触角的大小相同，所述第二端上的固液接触角与所述第五固液接触角的大小相同。
优选的，所述第一端上的固液接触角大于所述第四固液接触角，所述第二端上的固液接触角小于所述第五固液接触角。
优选的，所述强化传热热管为内表面经过基于化学氧化法的亲水处理的热管。
优选的，所述强化传热热管中的工质为自湿润流体。
本发明还公开了一种热管处理方法，包括：对热管的内表面进行亲水处理，得到前述的强化传热热管。
优选的，所述对热管的内表面进行亲水处理的过程，包括：利用化学氧化法，对所述热管的内表面进行亲水处理。
本发明中，强化传热热管为内表面经过亲水处理的热管。可见，本发明公开的强化传热热管的内表面经过了亲水处理，这样可以降低热管内表面的固液接触角，从而优化了热管内表面的湿润性，使得热管内工质冷凝后形成的液滴加快回流至加热段，由此强化了热管的热传输性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种基于内表面处理的强化传热热管结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
本发明实施例公开了一种基于内表面处理的强化传热热管，参见图1所示，上述强化传热热管包括依次连接的蒸发段、绝热段和冷凝段，其中，上述强化传热热管为内表面经过亲水处理的热管。
本发明实施例中，强化传热热管为内表面经过亲水处理的热管。可见，本发明实施例公开的强化传热热管的内表面经过了亲水处理，这样可以降低热管内表面的固液接触角，从而优化了热管内表面的湿润性，使得热管内工质冷凝后形成的液滴加快回流至加热段，由此强化了热管的热传输性能。
本发明实施例公开了一种具体的基于内表面处理的强化传热热管，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的：
本实施例中，强化传热热管为内表面经过基于化学氧化法的亲水处理的热管。也即，本发明实施例通过化学氧化法对热管的内表面进行亲水处理，例如，可以将由1mol/L氢氧化钠溶液和0.1mol/L过硫酸铵溶液组成的混合溶液对热管内表面进行化学氧化处理，本发明实施例通过控制上述混合溶液与热管内表面接触时间的长短来控制内表面的固液接触角的大小，达到使热管内固液接触角明显下降的效果。
本实施例中，蒸发段、绝热段和冷凝段经过亲水处理后各自内表面的固液接触角可以有相同，也可不同，具体可分多种情况。
其中一种情况是，强化传热热管的蒸发段、绝热段和冷凝段的内表面均为经过亲水处理后具有相同的固液接触角的内表面。可以理解的是，为了使蒸发段、绝热段和冷凝段的内表面具有相同的固液接触角，只需控制上述混合溶液与蒸发段、绝热段和冷凝段的内表面的接触时间相同即可。
另外的一种情况是，蒸发段的内表面为经过亲水处理后具有第一固液接触角的内表面；绝热段的内表面为经过亲水处理后具有第二固液接触角的内表面；冷凝段的内表面为不经过亲水处理或经过亲水处理后具有第三固液接触角的内表面；其中，第一固液接触角小于第二固液接触角，第二固液接触角小于第三固液接触角。可以理解的是，为了达到上述效果，只需让蒸发段的内表面与上述混合溶液之间具有最长的接触时间，绝热段的内表面与上述混合溶液之间的接触时间次之，而冷凝段的内表面与上述混合溶液之间的接触时间最短或不进行接触。
再一种情况是，蒸发段的内表面为经过亲水处理后具有第四固液接触角的内表面；冷凝段的内表面为不经过亲水处理或经过亲水处理后具有第五固液接触角的内表面；其中，第四固液接触角小于第五固液接触角，并且，绝热段的内表面为固液接触角的大小从绝热段的第一端连续变化至绝热段的第二端的内表面；第一端为绝热段上与蒸发段相连的一端，第二端为绝热段上与冷凝段相连的一端。可以理解的是，为了让绝热段内表面具有连续变化的固液接触角，相应的只需让绝热段内表面与上述混合溶液之间的接触时间从上述第一端连续变化至上述第二端即可。
本实施例中，上述第一端上的固液接触角与第四固液接触角的大小相同，上述第二端上的固液接触角与第五固液接触角的大小相同。另外，上述第一端上的固液接触角也可大于第四固液接触角，上述第二端上的固液接触角也可小于第五固液接触角。
为了进一步提升热管中的热传输性能，可将强化传热热管中的工质选为自湿润流体，能够有效地提升热管内表面的湿润性，进而进一步改善热管的热传输性能。优选的，上述自湿润流体为拥有更好的自湿润特性以及导热能力的自湿润纳米流体。
进一步的，本实施例中，强化传热热管的毛细芯结构可以为内壁上设有轴向槽的结构。
另外，优选的，本实施例中的强化传热热管为管壳两端经过焊接固封的热管。
相应的，本发明实施例还公开了一种热管处理方法，包括：对热管的内表面进行亲水处理，得到前述实施例中公开的强化传热热管。
具体的，上述对热管的内表面进行亲水处理的过程，包括：利用化学氧化法，对热管的内表面进行亲水处理。
本发明实施例可以通过化学氧化法对热管的内表面进行亲水处理，例如，可以将由1mol/L氢氧化钠溶液和0.1mol/L过硫酸铵溶液组成的混合溶液对热管内表面进行化学氧化处理，本发明实施例通过控制上述混合溶液与热管内表面接触时间的长短来控制内表面的固液接触角的大小，达到使热管内固液接触角明显下降的效果。例如，为了使蒸发段、绝热段和冷凝段的内表面具有相同的固液接触角，只需控制上述混合溶液与蒸发段、绝热段和冷凝段的内表面的接触时间相同即可；为了让经过亲水处理后，蒸发段内表面的固液接触角<绝热段内表面的固液接触角<冷凝段内表面的固液接触角，只需让蒸发段的内表面与上述混合溶液之间具有最长的接触时间，绝热段的内表面与上述混合溶液之间的接触时间次之，而冷凝段的内表面与上述混合溶液之间的接触时间最短或不进行接触；而为了让绝热段内表面具有连续变化的固液接触角，相应的只需让绝热段内表面与上述混合溶液之间的接触时间从上述端连续变化至另一端即可。
本发明实施例中，强化传热热管为内表面经过亲水处理的热管。可见，本发明实施例公开的强化传热热管的内表面经过了亲水处理，这样可以降低热管内表面的固液接触角，从而优化了热管内表面的湿润性，使得热管内工质冷凝后形成的液滴加快回流至加热段，由此强化了热管的热传输性能。
最后，还需要说明的是，在本文中，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，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种强化传热热管及热管处理方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种基于内表面处理的强化传热热管，包括依次连接的蒸发段、绝热段和冷凝段，其特征在于，所述强化传热热管为内表面经过亲水处理的热管。
2.根据权利要求1所述的基于内表面处理的强化传热热管，其特征在于，
所述蒸发段、所述绝热段和所述冷凝段的内表面均为经过亲水处理后具有相同的固液接触角的内表面。
3.根据权利要求1所述的基于内表面处理的强化传热热管，其特征在于，
所述蒸发段的内表面为经过亲水处理后具有第一固液接触角的内表面；
所述绝热段的内表面为经过亲水处理后具有第二固液接触角的内表面；
所述冷凝段的内表面为不经过亲水处理或经过亲水处理后具有第三固液接触角的内表面；
其中，所述第一固液接触角小于所述第二固液接触角，所述第二固液接触角小于所述第三固液接触角。
4.根据权利要求1所述的基于内表面处理的强化传热热管，其特征在于，
所述蒸发段的内表面为经过亲水处理后具有第四固液接触角的内表面；
所述冷凝段的内表面为不经过亲水处理或经过亲水处理后具有第五固液接触角的内表面；
其中，所述第四固液接触角小于所述第五固液接触角，并且，
所述绝热段的内表面为固液接触角的大小从所述绝热段的第一端连续变化至所述绝热段的第二端的内表面；所述第一端为所述绝热段上与所述蒸发段相连的一端，所述第二端为所述绝热段上与所述冷凝段相连的一端。
5.根据权利要求4所述的基于内表面处理的强化传热热管，其特征在于，
所述第一端上的固液接触角与所述第四固液接触角的大小相同，所述第二端上的固液接触角与所述第五固液接触角的大小相同。
6.根据权利要求4所述的基于内表面处理的强化传热热管，其特征在于，
所述第一端上的固液接触角大于所述第四固液接触角，所述第二端上的固液接触角小于所述第五固液接触角。
7.根据权利要求1至6任一项所述的基于内表面处理的强化传热热管，其特征在于，所述强化传热热管为内表面经过基于化学氧化法的亲水处理的热管。
8.根据权利要求1至6任一项所述的基于内表面处理的强化传热热管，其特征在于，所述强化传热热管中的工质为自湿润流体。
9.一种热管处理方法，其特征在于，包括：
对热管的内表面进行亲水处理，得到如权利要求1至8任一项所述的强化传热热管。
10.根据权利要求9所述的热管处理方法，其特征在于，所述对热管的内表面进行亲水处理的过程，包括：
利用化学氧化法，对所述热管的内表面进行亲水处理。
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