一种单元流路、换热器设计方法、液冷板与流程

技术特征：
1.一种仅由换热器和分流器组成的单元流路，其特征在于，包括：两个换热器并联构成的换热器组和两个分流器；一个分流器位于所述换热器组的上游，另一个分流器倒置位于所述换热器组的下游，构成分流器—换热器组—分流器的流路拓扑结构；所述换热器具有不对称的上下游结构且在几何位置上与所要冷却的功率器件相对应。2.根据权利要求1所述的单元流路，其特征在于，所述换热器的上游结构是一个具有较大扩展角的扩压器，扩压器的扩展角介于120
°
～150
°
之间，轮廓转折处设计圆角平滑过渡；所述换热器的下游结构是一个具有较小收缩角的喷管，喷管的收缩角介于45
°
～90
°
之间。3.根据权利要求1所述的单元流路，其特征在于，两个所述分流器的结构相同，其功能均由分流器结构和冷却液的流动方向组合确定；冷却液正向流动时，分流器依靠其主路和两个支路结合点的对称结构和楔角实现动压均匀二分流；冷却液逆向流动时，分流器实现二合一汇流；在主路和两个支路结合点，分流器两个支路的夹角不超过150
°
；主路与支路轮廓相接处设计有圆角平滑过渡。4.一种适应微通道传热的层流特性的换热器设计方法，适用于权利要求1-3任一项所述的换热器，其特征在于，所述换热器还包括由若干微通道和散热齿相间排列而成的换热区，换热区呈顺流向矩形，顺流向为矩形长边，沿流动展向为矩形短边，引导功率器件的热量主要沿垂直于流动平面的方向传导至散热齿，并与冷却液换热。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，换热器的微通道截面的高宽比小于15，散热齿厚度与微通道宽度之比值大于0.8，微通道的通道长度不大于层流态热初始段长度。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，单个换热器可用于1～2个功率器件的热量收集；所述换热区长边等于微通道的通道长度，换热区短边等于1个功率器件的边长或者2个功率器件的边长之和，换热区的长宽比介于1.5～3之间。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述换热器长度由换热区长度、扩压器长度和喷管长度3段组成，换热器宽度等于换热区短边。8.一种液冷板，其特征在于，所述液冷板包括多个串联连通的权利要求1-3任一项所述的单元流路，所述单元流路的数量可根据功率器件的数量而增减。9.根据权利要求8所述的液冷板，其特征在于，所述单元流路的数量为2；由2个所述单元流路、级间段、进液腔、出液腔、第一引流段和第二引流段组成的单回式流路使进液口和出液口同侧；2个所述单元流路为第一单元流路和第二单元流路；所述进液腔通过所述第一引流段与所述第一单元流路相连通，所述第一单元流路的出液口通过所述级间段与所述第二单元流路相连通，所述第二单元流路的出液口通过所述第二引流段与所述出液腔相连通。10.根据权利要求9所述的液冷板，其特征在于，所述进液腔与进液口匹配，所述出液腔与出液口匹配；所述进液腔和所述出液腔的高度均等于所述液冷板的高度，所述第一引流段和所述第二引流段的高度均等于所述换热器的微流道高度；所述进液腔与所述第一引流段之间以及所述出液腔与所述第二引流段之间均设有一个过渡折角。

技术总结
本发明公开了一种单元流路、换热器设计方法、液冷板，所述单元流路包括：两个换热器并联构成的换热器组和两个分流器；一个分流器位于所述换热器组的上游，另一个分流器倒置位于所述换热器组的下游，构成分流器—换热器组—分流器的流路拓扑结构；所述换热器具有不对称的上下游结构且在几何位置上与所要冷却的功率器件相对应。本发明具有换热效率高、功率容量大、体积紧凑、资源集约利用的特点，并可以根据功率器件的布局特点灵活调整流路，特别适合于解决高热流密度、大功率电子模块的冷却问题，并有助于解决此类电子模块的组阵应用难题。并有助于解决此类电子模块的组阵应用难题。并有助于解决此类电子模块的组阵应用难题。


技术研发人员：任川 褚鑫 祁成武
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第二十九研究所
技术研发日：2022.01.10
技术公布日：2022/5/20