本文開發了一種基于高性能感應電磁泵作為驅動源的液態金屬小通道冷卻技術，用于高熱通量電子器件熱管理。研究發現：

　　1）旋轉永磁體驅動的高性能感應電磁泵最大可以產生160 kPa壓頭和3.24 L/min流量，為液態金屬小通道散熱器提供了足夠的驅動力；

　　2）在熱源溫升保持在50°C以下的條件下，液態金屬冷卻系統可以實現高達242 W/cm2的散熱需求，並且通過提升電磁泵轉速的方式可以顯著提高熱管理系統的冷卻性能；

　　3）接觸熱阻是影響高熱流密度熱管理散熱能力的重要因素。與傳統導熱硅脂相比，液態金屬熱界面材料可以降低接觸熱阻（約18.4%）。

　　本文開發了一種用于冷卻高熱流密度電子設備的液態金屬小通道散熱方法。設計了一種由旋轉永磁體驅動的高性能感應電磁泵，壓頭為160 kPa，流量為3.24 L/min，可以滿足液態金屬小通道散熱需求優發。

　　為了研究其泵送能力和冷卻性能，建立了基于液態金屬小通道熱管理的實驗測試系統。結果表明，在熱源溫升保持在50°C以下的條件下，液態金屬冷卻系統可以實現高達242 W/cm2散熱需求。通過提高永磁體轉速可以顯著提升熱管理系統的冷卻性能。此外，接觸熱阻對散熱能力起著至關重要的作用。引入液態金屬熱界面材料可降低接觸熱阻（約18.4%）。

　　隨著電子設備向高功率密度和小型化方向迅速發展，廢熱作為不可避免的副產物對電子設備產生重大影響，甚至導致電子器件故障和退化。在有限空間內為大功率器件開發一種有效的熱管理方法是一項重大挑戰。

　　基于微/小通道冷卻技術被認為是一種很有前途的高熱流密度電子器件熱管理技術，這主要得益于其優異的換熱系數和較大的對流換熱面積。然而，傳統冷卻劑固有的熱物理性質嚴重限制了微/小通道散熱器的冷卻性能。

　　近年來，具有卓越熱導率、高沸點和低粘度的室溫鎵基液態金屬被認為是一種優異的熱管理冷卻工質。高電導率的液態金屬還可以通過電磁技術驅動河村彩。但是，由于直流電磁泵（DC-EMP）在大電流的條件下存在電流擴散效應以及液態金屬與電極之間的電化學反應，這將極大限制基于液態金屬的微/小通道冷卻系統的散熱能力。與DC-EMP相比，帶有旋轉永磁體的感應電磁泵（PM-EMP）可以提供較高的驅動能力。

　　本文開發了一種基于高性能PM-EMP的液態金屬小通道散熱技術，用于高熱流密度電子器件的熱管理。此外，還對液態金屬小通道散熱系統的傳熱和驅動性能進行了詳細研究。通過本研究，可為大熱功率和高熱通量的電氣設備熱管理系統提供可行的冷卻策略。

　　基于高性能感應電磁泵（PM-EMP），開發了一種用于高熱流密度熱管理的小通道散熱技術。採用泵體與支撐結構軛鐵一體化設計，研制出一種高性能PM-EMP。通過原理實驗，驗證了PM-EMP的驅動性能優發。該泵在400 r/min時，最大可以提供160 kPa的壓頭和3.24 L/min的流量，這意味著PM-EMP完全能夠充分驅動小通道散熱器中的液態金屬。研究還發現，增大轉速可以顯著提高PM-EMP驅動性能河村彩。此外，值得注意的是，壓頭隨流量平穩下降，使PM-EMP運行更加平穩。

　　為了研究傳熱和流體動力學特性，建立了液態金屬小通道熱管理的實驗測試系統。結果表明河村彩，當熱源溫升（ΔTh）低于50 °C時優發，冷卻系統可實現242 W/cm2的散熱需求。值得注意的是，提高轉速n（特別是在n從100 r/min變化到200 r/min時）可以顯著提升液態金屬小通道散熱能力。接觸熱阻是影響高熱流密度熱管理散熱能力的重要因素。與傳統導熱硅脂相比，導熱優良的液態金屬熱界面材料能更有效地降低接觸熱阻（約18.4%），這將顯著降低熱源的溫升（當n = 100 r/min, q = 165 W/cm2時，ΔTh 降低了7.4 °C）。因此，以高性能感應電磁泵為驅動源的液態金屬小通道冷卻技術在大熱功率及高熱流密度電子器件的熱管理方面具有廣闊的應用前景河村彩。

　　圖1 PM-EMP說明（a）三維示意圖；（b）橫截面示意圖；（c）工作原理圖；（d）試驗樣機優發。

　　圖4 在不同的轉速下ΔTh 隨 q 的變化（a）使用液態金屬導熱脂；（b）使用傳統導熱硅脂。

　　圖 5（a）不用轉速下小通道散熱器的傳熱特性；（b） R’capacity和Rother隨 n 的變化。

　　Frontiers in Energy （SCI，2020 IF 2.709）)于2007年創刊，是能源領域綜合性英文學術期刊。主編是翁史烈院士優發、倪維鬥院士、蘇義腦院士和彭蘇萍院士。執行主編是上海交通大學黃震院士河村彩。出版能源領域原創研究論文、綜述、科學快報、專題論文等。特別關注可再生能源、未來能源、超常規能源、2030能源、微/納米能源、能源與環境等全球能源的重大挑戰問題。

　　涉及領域包括（不限于）：先進的能源材料，儲能與應用河村彩，氫能與燃料電池，CO2 捕集、封存和利用，太陽能和光伏系統，生物燃料和生物能源，地熱能，風能河村彩，地熱能，潮汐能，核能，傳熱傳質技術，能源與環境，建築節能及能源經濟政策等。氣動/電動蝶閥。氣動閥門，優發娛樂官網app下載氣動腰鼓閥，優發國際網官網在線。氣動隔膜閥！