手機電腦、突破儲能電池等器件設備運行過程中，國科必然伴隨發熱現象。刷新實現更高效散熱，紀錄是突破多個行業迫切需要解決的難題。華北電力大學科研團隊在新型散熱機制——薄液膜沸騰研究方面，國科成(cheng)功實現了超過2000W/cm2的(de)刷新超高熱流密度，刷新國內外目前已知的(de)紀錄相關公開紀錄，有望(wang)進一步提升器件設備散熱效果。突破該成(cheng)果近日(ri)在權威學術期刊《國際(ji)傳熱傳質雜志》發(fa)表。國科(ke)

華北電力大學科研團隊在調試薄液膜沸騰實驗系統。（受訪者供圖）

當前，紀錄在能源電力、突破航空航天、國科電子信息等領域，刷新儀器設備不斷追求小型化和集成化，單位面積上元器件隨之持續增多，這對散熱提出更高要求。薄液膜沸騰，是目(mu)前國際上前沿(yan)的(de)可實現超高熱流密度散熱的(de)方式，即(ji)利用冷卻液在(zai)熱源表面形成的(de)超薄液膜(mo)持續沸騰，達到(dao)高效散熱目(mu)的(de)。

“一些電子設(she)備運行(xing)時(shi)，局(ju)部發(fa)熱量可達1000W/cm2以上，顯著高于常壓下沸水的熱流密(mi)度，傳統的風冷、液冷等方式無(wu)法滿足散(san)熱需求，一定(ding)程度上限制了(le)設(she)備性能的提升(sheng)。”華北電力(li)大學教(jiao)授(shou)、該團隊成員冼(xian)海珍說，“在(zai)實(shi)驗中實(shi)現的2000W/cm2熱流密(mi)度，相當于在(zai)1平方米面積上，1萬臺功率(lv)為(wei)2千(qian)瓦的電熱爐同時(shi)發(fa)熱。”

華北電力大學教授陳林在安裝薄液膜沸騰實驗樣品。（受訪者供圖）

華北(bei)電力(li)大學杜小(xiao)澤(ze)教授(shou)、陳林(lin)教授(shou)是該(gai)團隊另兩名成(cheng)員。他們(men)介紹，在取(qu)得這一實驗突(tu)破前，國際上已知的(de)(de)(de)薄液膜(mo)沸(fei)騰研究的(de)(de)(de)熱(re)流(liu)密度(du)，難(nan)以(yi)超過1500W/cm2。團隊歷經(jing)多年研究發(fa)現，在恒壓(ya)供液模式(shi)(shi)下，用于形(xing)成(cheng)薄液膜(mo)的(de)(de)(de)實驗樣品容易破裂失(shi)效，但改(gai)為步(bu)進(jin)增(zeng)壓(ya)和(he)連續(xu)增(zeng)壓(ya)供液后，薄液膜(mo)沸(fei)騰的(de)(de)(de)臨界熱(re)流(liu)密度(du)最終(zhong)突(tu)破2000W/cm2。由(you)此成(cheng)功揭(jie)示(shi)出，優化(hua)供液方式(shi)(shi)，可有(you)效提升薄液膜(mo)沸(fei)騰的(de)(de)(de)最終(zhong)性能。

“也就是說，要(yao)漸進式提高供液壓力，而非剛(gang)開始運行時(shi)就保(bao)持最高壓力。”陳林(lin)說，該研究成果轉化應用后，有望更好保(bao)障(zhang)電子設(she)備、鋰電池等(deng)的安全性能。

《國(guo)際傳熱傳質雜志(zhi)》審稿人表(biao)示，該成果(guo)將薄(bo)液膜(mo)沸騰的熱流密度推進(jin)到一個全新的高(gao)度，對(dui)于應對(dui)極(ji)端散熱需(xu)求有重要意義。