(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211215159.6 (22)申请日 2022.09.30 (71)申请人 大连海事大学 地址 116026 辽宁省大连市高新园区凌海 路1号 (72)发明人 李延涛　李铭晗　汪千翔　孟庆贺　 纪玉龙　 (74)专利代理 机构 大连东方专利代理有限责任 公司 21212 专利代理师 姜玉蓉　李洪福 (51)Int.Cl. F28D 1/03(2006.01) F28F 9/22(2006.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种微细通道水冷板均流结构及方法 (57)摘要 本发明提供一种微细通道水冷板均流结构， 包括： 微细通道水冷板的流体进口、 集流箱、 粗糙 元结构、 平行排列的微细流道、 汇流箱和微细通 道水冷板的流体出口； 在所述平行排列的微细流 道的后半段设置有所述粗糙元结构调节流动阻 力， 使得流道前半段压降近似相等； 冷媒通过所 述微细通道水冷板的流体进口进入到所述集流 箱中， 流经所述粗糙元结构， 在所述汇流箱中汇 合， 经所述微细通道水冷板的流体出口排出水冷 板。 本发明所述的方法及装置改善了微细通道水 冷板微细流道内流量分配不均的问题， 提高了水 冷板温度均匀性。 本发明所述的方法及装置通过 引入的粗糙元结构， 实现均流效果的同时， 增强 了流体扰动， 破坏热边界层， 提高了水冷板的对 流换热效果。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 115523770 A 2022.12.27 CN 115523770 A 1.一种微细通道水冷板均流结构， 其特征在于， 包括： 微细通道水冷板的流体进口(1)、 集流箱(2)、 粗糙元结构(3)、 平行排列的微细流道(4)、 汇流箱(5)和微细通道水冷板的流体 出口(6)； 在所述平行排列的微细流道(4)的后半段设置有所述粗糙元结构(3)调节流动阻力， 使 得流道前半段压降近似相等； 冷媒通过所述微细通道水冷板的流体进口(1)进入到所述集 流箱(2)中， 流经所述粗糙元结构(3)， 在所述汇流箱(5)中汇合， 经所述微细通道水冷板的 流体出口(6)排出 水冷板； 微细通道水冷板仅设置有一个微细通道水冷板的流体进口(1)及一个所述微细通道水 冷板的流体出口(6)， 且多条所述平行排列的微细流道(4)与所述集流箱(2)和所述汇流箱 (5)分别紧密连接； 因此， 所述微细通道水冷板的流体进口(1)、 集流箱(2)、 粗糙元结构(3)、 平行排列的微细流道(4)、 汇 流箱(5)和微细通道水冷板的流体出口(6)的总压降是相等的， 即等于进口和出口 的压力参 考线之间的压降。 2.根据权利要求1所述的一种微细通道水冷板均流结构， 其特 征在于， 所述微细通道水冷板的流体进口(1)， 流体流入方向为水平流入或垂直水冷板板片入 射。 3.根据权利要求1所述的一种微细通道水冷板均流结构， 其特 征在于， 所述粗糙元结构(3)是根据所述平行排列的微细流道(4)的进出口压降分布被分配到 各个所述平行排列的微细流道(4)中。 4.根据权利要求1所述的一种微细通道水冷板均流结构， 其特征在于， 所述汇流箱(5) 的形状及尺寸与所述 集流箱(2)相同。 5.根据权利要求1所述的一种新型的微细通道水冷板均流结构， 其特征在于， 所述微细 通道水冷板的流体出口(6)的流体流出方向为水平流出或垂直水冷板板片流出， 且所述微 细通道水冷板的流体出口(6)开孔的形状及尺寸与所述微细通道水冷板的流体进口(1)相 同。 6.一种微细通道水冷板均流方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1、 确定微细通道水冷板的流体进口(1)处的平均流速， 并假设流量平均分配到各 个平行排列的微细流道(4)中， 计算出理想均流情况下所述平行排列的微细流道(4)中的流 体流速； 步骤2、 通过ANSYS  Fluent仿真软件进行模拟仿真， 分别计算出所述步骤1所得流速下 各个所述平行排列的微细流道(4)进、 出口的压降数据以及粗糙元结构(3)在不同深度下产 生的额外 压降； 步骤3、 根据步骤2获取的所述进、 出口的压降数据确定所述粗糙元结构(3)的深度和数 量； 调整水冷板每条流道(4)的流动阻力， 至水冷板的每条所述平行排列的微细流道(4)的 进口到中心线(8)位置的压降差值小于 5Pa， 实现流 量均匀分配。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115523770 A 2一种微细通道水 冷板均流结构及方 法 技术领域 [0001]本发明涉及换热装置技术领域， 具体而言， 尤其涉及一种微细通道水冷板均流结 构及方法。 背景技术 [0002]微细通道水冷板具有流道水力直径小， 换热效率高等优点， 集流箱与汇流箱用于 循环冷媒的分流和汇集， 由于现有技术的缺 乏以及集流箱本身对冷媒流体均流效果不佳， 导致多条平行流道组成的水冷板都存在不同程度的流量分配不均匀问题。 当每个微细通道 中流量不同时， 就导致了微细通道水冷板温度均匀 性差， 严重的话会大幅度缩短被冷却器 件的使用寿命。 均流效果不佳也影响水冷板换热效率的进一步提升， 极大 的限制了微细通 道水冷板进一 步推广使用。 发明内容 [0003]根据上述提出的微细通道水冷板均流效果不佳导致温度均匀性差及换热效率不 高的问题， 本文提供了一种新型的微细通道水冷板均流结构及方法。 [0004]本发明采用的技 术手段如下： [0005]一种微细通道水冷板均流结构， 包括： 微细通道水冷板的流体进口、 集流箱、 粗糙 元结构、 平行排列的微细流道、 汇流箱和微细通道水冷板的流体出口； [0006]在所述平行排列的微细流道的后半段设置有所述粗糙元结构调节流动阻力， 使得 流道前半段压降近似相等； 冷媒通过所述微细通道水冷板的流体进口进入到所述集流箱 中， 流经所述粗糙元结构， 在所述汇 流箱中汇合， 经所述微细通道水冷板的流体出口排出水 冷板； [0007]微细通道水冷板仅设置有一个微细通道水冷板的流体进口及一个所述微细通道 水冷板的流体出口， 且多 条所述平行排列的微细流道与所述集流箱和所述汇流箱分别紧密 连接； 因此， 所述微细通道水冷板的流体进口、 集流箱、 粗糙元结构、 平行排列的微细流道、 汇流箱和微细通道水冷板的流体出口的总压降是相等的， 即等于进口和出口的压力参考线 之间的压降。 [0008]进一步地， 本发明还 包含一种微细通道水冷板均流方法， 包括以下步骤： [0009]步骤1、 确定微细通道水冷板的流体进口入口处的平均流速， 并假设流量平均分配 到各个平行排列的微细流道中， 计算出理想均流情况下所述平行排列的微细流道中的流体 流速； [0010]步骤2、 通过ANSYS  Fluent仿真软件进行模拟仿真， 分别计算出所述步骤1所得流 速下各个所述平行排列的微细流道进、 出口的压降数据以及粗糙元结构(3)在不同深度下 产生的额外 压降； [0011]步骤3、 根据步骤2获取的所述进、 出口的压降数据确定所述粗糙元结构的深度和 数量； 调整水冷板每条流道的流动阻力， 至水冷板的每条所述平行排列的微细流道的进口说　明　书 1/4 页 3 CN 115523770 A 3