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3 月 18 日消息,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。

据新华社报道,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。

我国设备新型散热机制研究新突破,实现超 2000W / cm² 热流密度-编程之家

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。”

我国设备新型散热机制研究新突破,实现超 2000W / cm² 热流密度-编程之家

▲ 薄液膜沸腾实验后,样品表面形貌的 SEM 图

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(注:具体为 2074W / 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。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。

查询发现,这是该研究团队围绕薄液膜沸腾方向在《国际传热传质杂志》上连续发表的第 4 篇论文。

论文链接:

  • https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2024.125308

  • https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.121702

  • https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.121169

  • https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.122013