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我国科研团队在设备新型散热机制研究方面取得突破
发布时间 | 2024-03-17 10:01:43    

  手机电脑、储能电池等器件设备运行过程中,必然伴随发热现象。实现更高效散热,是多个行业迫切需要解决的难题。华北电力大学科研团队在新型散热机制——薄液膜沸腾研究方面,成功实现了超过2000W/cm2的超高热流密度,刷新国内外目前已知的相关公开纪录,有望进一步提升器件设备散热效果。该成果近日在权威学术期刊《国际传热传质杂志》发表。

  当前,在能源电力、航空航天、电子信息等领域,仪器设备不断追求小型化和集成化,单位面积上元器件随之持续增多,这对散热提出更高要求。薄液膜沸腾,是目前国际上前沿的可实现超高热流密度散热的方式,即利用冷却液在热源表面形成的超薄液膜持续沸腾,达到高效散热目的。

  “一些电子设备运行时,局部发热量可达1000W/cm2以上,显著高于常压下沸水的热流密度,传统的风冷、液冷等方式无法满足散热需求,一定程度上限制了设备性能的提升。”华北电力大学教授、该团队成员冼海珍说,“在实验中实现的2000W/cm2热流密度,相当于在1平方米面积上,1万台功率为2千瓦的电热炉同时发热。”

  华北电力大学杜小泽教授、陈林教授是该团队另两名成员。他们介绍,在取得这一实验突破前,国际上已知的薄液膜沸腾研究的热流密度,难以超过1500W/cm2。团队历经多年研究发现,在恒压供液模式下,用于形成薄液膜的实验样品容易破裂失效,但改为步进增压和连续增压供液后,薄液膜沸腾的临界热流密度最终突破2000W/cm2。由此成功揭示出,优化供液方式,可有效提升薄液膜沸腾的最终性能。

  “也就是说,要渐进式提高供液压力,而非刚开始运行时就保持最高压力。”陈林说,该研究成果转化应用后,有望更好保障电子设备、锂电池等的安全性能。

  《国际传热传质杂志》审稿人表示,该成果将薄液膜沸腾的热流密度推进到一个全新的高度,对于应对极端散热需求有重要意义。

来源:新华网    | 撰稿:辛文    | 责编:张逸彬    审核:张渊

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