一种热管传热流体工质及其制备方法与流程

本发明涉及热交换，涉及一种热管传热流体工质及其制备方法。

背景技术：

1、热管作为一种能量转换装置，原理是将铜管内部抽真空后充入一定量的工作液体，液体以蒸发-冷凝的相变过程在内部反复循环，不断将蒸发段的热量传至冷凝段，从而完成将热量输送的传热过程。广泛应用于电子器件、宇航、军工散热中，传热效率直接影响到整个系统的运行。热管的性能取决于工作液体的特性，它是获得最佳传热效果的重要参数，必须具有高导热性、高潜热、良好的润湿性、低蒸汽和液相粘度、高表面张力、适中的蒸汽压以及与热管芯和管壁材料的相容性，除了上述特性外，耐热性必须低，耐干燥性必须更高。传统使用的工质都是水，但是水的导热效果有限，不能实现低温启动，也不能在较高热通量下使用，长期使用会出现热管部分不工作的缺陷，传热效率大为降低。

2、现有技术cn201810495275.5提供一种用于热管传热的混合纳米流体工质的制备方法，将体积含量2％，配比为75％al2o3+25％tio2、75％al2o3+25％ tio2、75％al2o3+25％tio2，添加0.02-0.25％分散剂，制备成热管工质。该纳米流体热管用于余热回收系统的实验结果表明，其可以减小热管蒸发段和冷凝段的温差，从而降低热管的热阻，使热管的传热效率得到显著的提高。

3、但其尽管在一定程度改善了热管的性质，但对于应用在电子器件散热领域，热管导热性质方面仍显不足。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种热管传热流体工质，以解决现有的热管换热系统中的流体工质导致的换热能力差的缺陷。

2、为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

3、一种热管传热流体工质，包括纳米颗粒和基液；所述纳米颗粒包括质量配比为(1-4)：1的纳米氧化铝和纳米氧化镁；所述纳米颗粒的质量浓度为0.1～2％。

4、所述纳米颗粒均匀分散于基液中。

5、在其中一个优选的实施例中，所述纳米颗粒的平均粒径不大于50nm。

6、在其中一个优选的实施例中，纳米氧化铝平均粒径为5-10nm，纳米氧化镁的平均粒径为5-50nm。

7、在其中一个优选的实施例中，纳米氧化铝平均粒径为40-50nm，纳米氧化镁的平均粒径为5-30nm。

8、申请人经过反复研究后发现，当氧化铝平均粒径5-10nm时，氧化镁平均粒径范围在5-50nm时，用作热管介质，热管热阻明显降低，当氧化镁平均粒径大于50nm时，混合纳米平均粒径升高，氧化铝不能起到有效填充氧化镁颗粒空隙的作用，且氧化镁性质不稳定，平均粒径越大越容易团聚而沉降，造成热阻的提升；当氧化铝平均粒径40-50nm时，氧化镁平均粒径范围在5-30nm性能较为优异，氧化铝性状稳定。当氧化镁平均粒径大于30nm时，混合纳米平均粒径升高，热管热阻明显升高，同样，氧化镁性状不稳定，平均粒径越大越容易团聚而沉降，造成热阻的提升。

9、在其中一个优选的实施例中，所述基液为去离子水、无水乙醇、乙二醇、丙酮、甲醇中的一种或几种。优选的，所述基液为水。

10、本发明还要求保护所述热管传热流体工质的制备方法，包括：在基液中加入纳米颗粒，混合均匀配制成热管传热流体工质。

11、在其中一个优选的实施例中，所述热管传热流体工质的制备方法，包括：在基液中加入纳米颗粒，通过磁力搅拌、超声振动配制成热管传热流体工质。

12、在其中一个优选的实施例中，磁力搅拌的转速为800～1200转/分。转速过小，无法起到均匀搅拌的目的，转速过大，转子不稳定，容易造成液体迸溅。

13、在其中一个优选的实施例中，超声的振动频率为40-60kh。频率过小，分散效率低；频率过大，超声时液体温度会逐渐升高，造成纳米颗粒的团聚。

14、本发明的有益效果如下：

15、本发明的热管传热流体工质的换热性能优良且稳定性好，可以使热管加热段与冷却段的温差减小，从而降低热管的热阻，使热管的传热效率得到显著的提高，有很好的经济和社会效益。本发明的实验结果表明，该方法不但可以显著降低热管的热阻，提高热管的传热效率和散热极限，且制备工艺简单。

技术特征：

1.一种热管传热流体工质，其特征在于，包括纳米颗粒和基液；所述纳米颗粒的质量浓度为0.1～2％；所述纳米颗粒包括质量配比为（1-4）：1的纳米氧化铝和纳米氧化镁。

2.根据权利要求1所述的热管传热流体工质，其特征在于，所述纳米颗粒的平均粒径不大于50nm。

3.根据权利要求2所述的热管传热流体工质，其特征在于，纳米氧化铝的平均粒径为5-10nm，纳米氧化镁的平均粒径为5-50nm。

4.根据权利要求2所述的热管传热流体工质，其特征在于，纳米氧化铝的平均粒径为40-50nm，纳米氧化镁的平均粒径为5-30nm。

5.根据权利要求1所述的热管传热流体工质，其特征在于，所述基液为去离子水、无水乙醇、乙二醇、丙酮、甲醇中的一种或几种。

6.根据权利要求1-5任一项所述的热管传热流体工质的制备方法，其特征在于，包括：在基液中加入纳米颗粒，混合均匀制成热管传热流体工质。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在基液中加入纳米颗粒，通过磁力搅拌、超声振动配制成热管传热流体工质。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，磁力搅拌的转速为800~1200转/分。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，超声的振动频率为40-60kh。

技术总结本发明涉及热交换技术领域，涉及一种热管传热流体工质及其制备方法。所述热管传热流体工质，包括质量浓度为0.1～2％纳米颗粒和基液；所述纳米颗粒包括质量配比为（1‑4）：1的纳米氧化铝和纳米氧化镁。本发明制备的热管传热流体工质可以使热管加热段与冷却段的温差减小，从而降低热管的热阻，使热管的传热效率得到显著的提高，有很好的经济和社会效益。本发明的实验结果表明，该方法不但可以显著降低热管的热阻，提高热管的传热效率和散热极限，且制备工艺简单。技术研发人员：廖永红,张红亮,马梦娜,廖彬宇,张晓明,李劼受保护的技术使用者：惠州讯宇达电子科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23