本實用新型提供一種用于強化沸騰傳熱的納米織構開放式通道、散熱器及LED燈，該用于強化沸騰傳熱的納米織構開放式通道包括：開放式通道以及多孔納米織構涂層；多孔納米織構涂層形成于開放式通道的表面上，其增強開放式通道表面的固液界面相互作用并增加汽泡的成核密度。本實用新型提供的用于強化沸騰傳熱的納米織構開放式通道通過在開放式通道表面設置多孔納米織構涂層，開放式通道的尺寸限制效應和納米織構的表面效應會發生耦合作用，協同改變沸騰時槽內汽泡的生長特性，促進汽泡沿開放式通道法向生長，加快汽泡脫離頻率，此外納米織構涂層表面存在大量微納尺度的孔隙，可以提高汽泡的成核密度。

技術領域

本實用新型涉及相變傳熱技術領域，尤其涉及一種用于強化沸騰傳熱的納米織構開放式通道、散熱器及LED燈。

背景技術

高功率密度電子器件、高性能計算機、激光加工、航空航天及微系統等高新技術領域的迅速發展導致電子元件的發熱熱流密度呈迅猛增大趨勢，如此高強度的發熱量如果不能有效散去，將使得器件溫度迅速升高，嚴重降低器件和系統的性能、穩定性和安全性，器件的散熱問題已成為影響當今電子工業發展的關鍵瓶頸問題。沸騰傳熱是一種極其高效的相變傳熱技術，在給定的壁面過熱度下，其傳熱量比液體對流大兩個量級，因此在發電、海水淡化、冶金、電子器件冷卻、大功率激光器熱管理等工業、軍事、航空航天、化工領域起著至關重要的作用。

近些年，諸多研究者發現通過在普通換熱平面加工微米結構或納米結構可以提高換熱表面的沸騰傳熱性能。例如，在普通換熱平面上加工尺寸為幾十到幾百微米的開放式微通道結構后，其表面發生沸騰傳熱時汽泡的生長情況與普通平面有明顯差別，主要是因為這些尺寸微小的通道結構可以促進汽泡的生長，使得汽泡脫離頻率變快，從而能在單位時間內帶走換熱表面更多的熱量，另一方面，微細通道結構形成的毛細力會促進液體工質補充到通道內部，使得沸騰過程中局部干涸的區域快速被液體再次潤濕，保證沸騰的持續發生。因此，開放式微通道表面能顯著提高沸騰傳熱性能。

為了進一步提高開放式通道表面的沸騰傳熱性能，使其更具應用優勢，常規的方法有優化開放式通道的結構尺寸和對開放式通道表面進行化學處理，相關內容已經被較多研究。比較新穎的方法包括在開放式通道表面增加一些微柱及微翅片等。

然而，在實現本實用新型的過程中，本申請發明人發現，這些方法有的涉及較復雜的制備流程，有的加工成本較高，更重要的是，他們不能顯著改變開放式通道內汽泡的生長特性，因此限制了開放式通道表面沸騰傳熱性能的大幅度提高。

實用新型內容

(一)要解決的技術問題

基于上述技術問題，本實用新型提供一種用于強化沸騰傳熱的納米織構開放式通道、散熱器及LED燈，以緩解現有技術中提高開放式通道表面的沸騰傳熱性能的手段加工成本高，無法顯著改變開放式通道內汽泡的生長特性，從而無法大幅度提高開放式通道表面沸騰傳熱性能的技術問題。

(二)技術方案

根據本實用新型的一個方面，提供一種用于強化沸騰傳熱的納米織構開放式通道，包括：開放式通道，設置在換熱表面上；以及多孔納米織構涂層，形成于所述開放式通道的表面上，其增強所述開放式通道表面的固液界面相互作用并增加汽泡的成核密度；其中，所述開放式通道包括N條，N條所述開放式通道并列設置，其中N≥1。

在本實用新型的一些實施例中，其中：所述多孔納米織構涂層為：金屬多孔納米織構涂層、合金多孔納米織構涂層、金屬化合物多孔納米織構涂層、半導體多孔納米織構涂層、氧化物多孔納米織構涂層、陶瓷多孔納米織構涂層中的至少一種；所述換熱表面為金屬換熱表面、合金換熱表面、半導體換熱表面、陶瓷換熱表面、氧化物換熱表面、玻璃換熱表面、有機高分子材料換熱表面中的至少一種。

在本實用新型的一些實施例中，所述開放式通道通過線切割、激光加工、劃片加工或化學刻蝕的方法在所述換熱表面上生成，所述開放式通道的橫截面為矩形、梯形、三角形或圓弧形。