设备新型散热机制研究获突破

你是否也有这样的经历：用手机刷视频、拿电脑打游戏时，机身突然发烫？如何实现手机、电脑、储能电池等器件设备更高效散热，是目前多个行业亟待解决的难题。可喜的是，华北电力大学科研团队有望进一步提升器件设备散热效果，他们在新型散热机制――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，这也是目前公开报道的平整表面热流密度的最高结果。该成果近日在学术期刊《国际传热传质杂志》发表。

在能源电力、航空航天、电子信息、人工智能等领域，小型化和集成化使得仪器设备局部发热量达到103W/cm2量级。为保障这些设备和器件的安全稳定运行，需要研究能够实现超高热流密度的先进传热方式并开发相应的高效冷却技术。薄液膜沸腾的临界热流密度可达到1000W/cm2以上，是目前可实现超高热流密度散热方式，即利用冷却液在热源表面形成的超薄液膜持续沸腾，达到高效散热的效果。

该团队负责人介绍，在取得这一实验突破前，国际上已知的薄液膜沸腾热流密度，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始终处于最大供液压力的极端力学条件下，易破裂失效。但改为步进增压后，薄液膜沸腾热流密度提升至1500W/cm2以上。

基于以上研究基础，团队进一步发现，采用连续增压供液方式，样品保持在相对松弛的状态，实验获得的薄液膜沸腾热流密度最终突破2000W/cm2，最高达到2074W/cm2。“从实验结果可以看出，采用渐进式提高供液压力的方式，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。”团队成员说。（记者晋浩天）