CN103727833A - 一种陶瓷基复合材料热交换管 - Google Patents
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Abstract
一种陶瓷基复合材料热交换管，其特征在于包括SiC泡沫，陶瓷基复合材料管，以及用于夹持的连接管。所述的SiC泡沫填充在陶瓷基复合材料管的管体内，具有开孔结构，孔壁与金属管壁相连，泡沫内部呈现出三维网络结构，具有大的表面积，方便填充固、液、气态的多种物质。所述的，陶瓷基复合材料管的管壁很薄，厚度为0.1～0.5cm，开气孔率<3％，侧壁漏气率为0；连接管是一种不锈钢的接头套管，通过冶金结合于陶瓷基复合材料管的外围。该热交换管利用抗氧化的SiC泡沫增大管内的液体气体流与管壁以及管壁与外部的接触面积，热交换效率高。同时，该热交换管结构简单，质量轻，抗氧化，具有很好的韧性、刚度和高温强度，方便制造和使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种热交换管，特别是涉及一种陶瓷基复合材料热交换管。
背景技术
机器在运行过程中部分零部件会产生大量的热量，为了避免热量积累过多使得这些零部件因温度过高而损坏，机器中一般会配置有冷却液循环系统，确保这些零部件所产生的热量能够及时排出，热交换管作为冷却液的循环通道，是用于冷却液循环系统的主要元器件之一，冷却液循环系统工作时冷却液(水或其他液体)吸收大量热量后成为高温高热液体，该高温高热液体沿着由热交换管组成的循环通道流动并不断向外部释放热量，该高温高热液体经过足够长的热交换管后温度大幅度降低，温度降低后的冷却液经过零部件后重新吸收热量并继续流通，如此循环。此外，热交换管除了能够作为如上面所述的冷却液循环系统的循环通道外，还能够作为加热系统的热介质循环通道，通过管内的热介质对管外的水体等进行加热。
无论是应用于冷却、散热方面，还是应用于加热方面，热交换器的工作原理都是相同的，热量在管内和管外之间进行传输。影响热交换管效率的主要因素包括热交换管的制作材料、接触面积大小以及管内液体的流动方式等，在制作材料确定的前提下，后两者便成为了影响热交换效率的决定因素。传统的热交换管都是空心的直管，其热交换效率低下，为了克服此缺点，人们对热交换管的结构进行了不同的改进。
公开号为101832728A的中国发明专利公开了一种热交换管，包括基管，所述基管的外表面分布有若干凹位组，所述凹位组包含若干个相邻的向基管内部凹陷的凹部，相邻的凹位组之间进一步设有表面平滑段。本发明外表面分布的凹位组并不会影响管的弯折性，能够增大管内部的液体气体流与管壁以及管壁与外部的接触面积，并能使得液体气体流的紊流加剧，热交换过程更加迅速，从而提高换热效率；此外，本发明的凹位组可以直接与管外加工，制作方便，特别地，当相邻凹位组之间设置有表面平滑段时，使用过程中可以根据需要对热交换管的长度进行灵活截取，使得截取后的管两端都有表面平滑段，该表面平滑段可以作为管与其他零部件的连接处，确保其安装方便。
公开号为102853705A的中国发明专利涉及一种旋翅式热交换管。目的在于扩大散热面积，提高散热效果。包括中间带通道的铝管，铝管外部螺旋缠绕有旋翅片，旋翅片为带状结构，旋翅片的一侧边为直边，旋翅片的另一侧边为波浪边，直边贴紧铝管的外表；旋翅片沿着铝管的轴线等间距螺旋缠绕。旋翅片一侧为直边，另一侧为波浪边，直边与铝管外部相贴紧，波浪边处于外侧，扩大了旋翅片的散热面积，提高了热交换管的散热效果；旋翅片为带状不会形成封闭的内腔，保证旋翅片的两侧面都与外界相接触。
发明内容
本发明旨在克服传统热交换管效率低下的问题，提供一种结构简单、换热效率高的陶瓷基复合材料热交换管。
本发明采用的技术方案是：一种陶瓷基复合材料热交换管，包括SiC泡沫，陶瓷基复合材料管，以及用于夹持的连接管。SiC泡沫填充在陶瓷基复合材料管的管体内，形成泡沫冷却通道，增大管内部的液体气体流与管壁以及管壁与外部的接触面积，并能使得液体气体流的紊流加剧，热交换过程更加迅速，从而提高换热效率，允许通过的热流量是传统空心热交换器的3～7倍。
所述的SiC泡沫是以碳泡沫为基底，表面附着有SiC的薄膜。该SiC泡沫具有开孔结构，孔壁与金属管壁相连，内部呈现出三维网络结构，具有大的表面积，方便填充固、液、气态的多种物质。
所述的陶瓷基复合材料管具有很好的韧性和高温强度，管壁很薄，厚度为0.1～0.5cm，开气孔率<3％，侧壁漏气率为0。
所述的连接管是一种不锈钢接头套管，通过冶金结合于陶瓷基复合材料管的外围，用于冷却后的液体导出。
本发明的优点是：①热交换管内填充抗氧化的SiC泡沫，形成泡沫冷却通道，质量轻，抗氧化，具有大的表面积；②管内泡沫具有开孔结构，孔壁与管壁相连，增大管内的液体气体流与管壁以及管壁与外部的接触面积，增加其热交换效率，能量转换效率高；③采用陶瓷基复合材料作为管体，具有很好的高温强度和耐腐蚀性能，延长结构件的使用寿命；④该热交换管结构简单，质量轻，具有很好的韧性、刚度和高温强度，方便制造和使用。
附图说明
图示为一种陶瓷基复合材料热交换管的示意图。
图示10为陶瓷基复合材料管；20为SiC泡沫；30为连接管。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。
实施例1
一种陶瓷基复合材料热交换管，包括SiC泡沫，碳纤维增强碳化硅复合材料管，以及用于夹持的连接管。SiC泡沫具有开孔结构，填充在复合材料管的管体内，孔壁与管壁相连；基复合材料管的管壁厚度为0.2cm，两端通过CVD沉积Nb与机加工的连接管相连。
实施例2
一种陶瓷基复合材料热交换管，包括SiC泡沫，碳化硅晶须增强氮化硅复合材料管，以及用于夹持的连接管。SiC泡沫具有开孔结构，填充在复合材料的管体内，孔壁与管壁相连；复合材料管的管壁厚度为0.3cm，两端通过CVD沉积Ni与机加工的连接管相连。
上述仅为本发明两个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (5)
1.一种陶瓷基复合材料热交换管，其特征在于包括SiC泡沫，陶瓷基复合材料管，以及用于夹持的连接管。
2.根据权利要求1所述的热交换管，其特征在于所述的SiC泡沫填充在陶瓷基复合材料管的管体内，具有开孔结构，孔壁与金属管壁相连。
3.根据权利要求1所述的热交换管，其特征在于所述的SiC泡沫内部呈现出三维网络结构，具有大的表面积，方便填充固、液、气态的多种物质。
4.根据权利要求1所述的热交换管，其特征在于所述的陶瓷基复合材料管的管壁很薄，厚度为0.1～0.5cm，开气孔率<3％，侧壁漏气率为0。
5.根据权利要求1所述的热交换管，其特征在于所述的连接管是一种不锈钢的接头套管，通过冶金结合于陶瓷基复合材料管的外围。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4064914A (en) * | 1974-05-08 | 1977-12-27 | Union Carbide Corporation | Porous metallic layer and formation |
| JPS6126785A (ja) * | 1984-07-17 | 1986-02-06 | Matsushita Refrig Co | 熱交換器部材の製造方法 |
| CN1940457A (zh) * | 2005-09-26 | 2007-04-04 | Oso热水公司 | 用于热交换器连接的配件 |
| CN101143397A (zh) * | 2007-11-06 | 2008-03-19 | 北京有色金属研究总院 | C/C、C/SiC复合材料与金属的连接方法 |
| CN101226021A (zh) * | 2008-01-31 | 2008-07-23 | 上海交通大学 | 内衬泡沫金属的翅片管式换热器 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4064914A (en) * | 1974-05-08 | 1977-12-27 | Union Carbide Corporation | Porous metallic layer and formation |
| JPS6126785A (ja) * | 1984-07-17 | 1986-02-06 | Matsushita Refrig Co | 熱交換器部材の製造方法 |
| CN1940457A (zh) * | 2005-09-26 | 2007-04-04 | Oso热水公司 | 用于热交换器连接的配件 |
| CN101143397A (zh) * | 2007-11-06 | 2008-03-19 | 北京有色金属研究总院 | C/C、C/SiC复合材料与金属的连接方法 |
| CN101226021A (zh) * | 2008-01-31 | 2008-07-23 | 上海交通大学 | 内衬泡沫金属的翅片管式换热器 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 蒋维等: "碳化硅高温换热器陶瓷换热管传热性能研究", 《四川大学学报(工程科学版)》, no. 01, 28 February 1990 (1990-02-28), pages 37 - 41 * |
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