新突破！中國在新型散熱機制－薄液膜沸騰研究方面取得突破

中國科學研究團隊在設備新型散熱機制研究上取得突破

手機電腦、儲能電池等裝置設備運作過程中，必然伴隨發熱現象。實現更有效率散熱，是多個產業迫切需要解決的難題。華北電力大學科學研究團隊在新型散熱機制－薄液膜沸騰研究方面，成功實現了超過2000W/cm²的超高熱流密度，刷新國內外目前已知的相關公開紀錄，可望進一步提升裝置設備散熱效果。此成果近日於權威學術期刊《國際傳熱傳質期刊》發表。

目前，在能源電力、航空航太、電子資訊等領域，儀器設備不斷追求小型化和整合化，單位面積上元件隨之持續增多，這對散熱提出更高要求。薄液膜沸騰，是目前國際上前沿的可實現超高熱流密度散熱的方式，即利用冷卻液在熱源表面形成的超薄液膜持續沸騰，達到高效散熱目的。

「有些電子設備運作時，局部發熱量可達1000W/cm²以上，顯著高於常壓下沸水的熱流密度，傳統的風冷、液冷等方式無法滿足散熱需求，一定程度上限制了設備性能的提升。”華北電力大學教授、該團隊成員冼海珍說，“在實驗中實現的2000W/cm²熱流密度，相當於在1平方米麵積上，1萬台功率為2千瓦的電熱爐同時發熱。”

華北電力大學杜小澤教授、陳林教授是團隊另兩名成員。他們介紹，在取得這項實驗突破前，國際上已知的薄液膜沸騰研究的熱流密度，難以超過1500W/cm²。團隊經過多年研究發現，在恆壓供液模式下，用於形成薄液膜的實驗樣品容易破裂失效，但改為步進增壓和連續增壓供液後，薄液膜沸騰的臨界熱流密度最終突破2000W/cm²。由此成功揭示出，優化供液方式，可有效提升薄液膜沸騰的最終性能。

「也就是說，要漸進式提高供液壓力，而非剛開始運作時就保持最高壓力。」陳林說，該研究成果轉化應用後，有望更好保障電子設備、鋰電池等的安全性能。

《國際傳熱傳質期刊》審查者表示，該成果將薄液膜沸騰的熱流密度推進到一個全新的高度，對於應對極端散熱需求具有重要意義。