CN104515425B - 一种基于紊流原理的热交换风管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热交换风管，包括风管、贯通的风道以及形成紊流效应的风道内壁。所述紊流效应的风道内壁上有使气流形成紊流的粗糙凹凸面。由于本发明的热交换风管将其内壁制作成粗糙的凹凸面，当风道内通过空气时，在风道内表面形成紊流气流，使空气与热源充分进行热交换，从而提高热交换的效率。

Description

一种基于紊流原理的热交换风管
技术领域
本发明涉及一种风管，特别涉及一种基于紊流原理的热交换风管，属于热交换技术领域。
背景技术
热交换风管作为热交换的通风管道，其内壁一般都是光滑的，如电动机的冷却风道所采用的热交换风管，这种结构具有制作简单的优点。内壁光滑的热交换风管有利于减小风阻耗损，但由于热交换风管的内壁光滑平整，风管内壁表面风速过快，热交换不充分，所以热交换效率低。
发明内容
鉴于现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供一种散热效果好的热交换风管。
本发明采用如下技术方案：热交换风管，包括风管、贯通的风道以及形成紊流效应的风道内壁。紊流效应的风道内壁上有使气流形成紊流的粗糙凹凸面。风道的横截面形状可以为任意形状。粗糙的凹凸面可以是众多的小凸起，也可以是沿着风道壁的有规律的高低交错的小棱，并且这些小棱垂直于风的流向。
作为一个特例，热交换风管是由带孔的金属冲片叠压而成，带孔的金属冲片可以有两种，这两种金属冲片的孔大小不等、形状相似，即大孔金属冲片和小孔金属冲片。大孔金属冲片与小孔金属冲片交替叠压，形成有规律的高低交错的小棱。
本发明的热交换风管特点在于：由于本发明的热交换风管将其内壁做作成粗糙的凹凸面，当风道内通过空气时，在风道内表面形成紊流气流，使空气与热源充分进行热交换；而风道中心处的气流依然高速，可以很好的带走风管本体的热量，如此，完成高效的热交换。
附图说明
图1为本发明热交换风管实施例一的立体示意图；
图2为图1中A部分放大图；
图3为本发明热交换风管的实施例一主视图；
图4为图3的B-B向剖视图；
图5为构成本发明热交换风管实施例一的第一风管冲片主视图；
图6为构成本发明热交换风管实施例一的第二风管冲片主视图；
图7为本发明热交换风管实施例二的立体示意图；
图8为本发明热交换风管的实施例二主视图；
图9为图7中C部分放大图。
1-实施例一热交换风管2-风道
3-风管散热筋4-凹面
5-凸面6-第一金属冲片
7-第二金属冲片8-第一通孔
9-第二通孔10-第一散热筋
11-第二散热筋12-实施例二热交换风管
13-风道14-风管散热筋
15-凹面16-凸面
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
本发明根据空气动力学，提供一种基于紊流原理的热交换风管，热交换风管的风道内表面有使流经的气流形成紊流的粗糙凹凸面，以延长气流在热交换风管内停留的时间，从而提高换热效率。
实施例一
如图1至图6所示，本发明实施例一热交换风管1，由第一金属冲片6与第二金属冲片7交替叠压形成的。第一金属冲片6开设了第一通孔8，并设置了第一散热筋10；第二金属冲片7开设了第二通孔9，并设置了第二散热筋11；第一通孔8与第二通孔9、第一散热筋10与第二散热筋11均是大小不等、形状相似。两种金属冲片交替叠压后，第一通孔8与第二通孔9相连形成风道2，第一散热筋10与第二散热筋11相连形成风管散热筋3，并且，风道2内表面与散热筋3周围有交替分布的凹面4与凸面5，当风道2内通过空气时，在风道2内表面形成紊流气流，使空气与热源充分进行热交换；而风道2中心处的气流依然高速，可以很好的带走热交换风管1本体的热量，如此，完成高效的热交换。
实施例二
如图7至图9所示，本发明实施例二热交换风管12，风道13横截面的圆周上有圆弧形状的风管散热筋14,风道13内表面轴向方向上设置有凹面15与凸面16交替均匀分布。如此，当风道13内通过空气时，在风道13内表面形成紊流气流，使空气与热源充分进行热交换；而风道13中心处的气流依然高速，可以很好的带走热交换风管12本体的热量，完成高效的热交换。
上面只是列举了两种具体形式的热交换风管作为实施例进行说明，实质上，只要能在风孔的内壁表面形成粗糙的凹凸面，干扰流经风道内表面的气流形成紊流即可，使气流与热源充分进行热交换，如此，完成高效的热交换。因此，风管本体和风道的截面形状可以多做成任意形式的，而且散热筋的设置也不仅限于上述实施例中所描述的。
通过实验证明，本发明的热交换风管可以提高转换效率18%～22.5%。
取两种热交换风管（该两种热交换风管的区别仅在于一种风管的风道有使气流形成紊流的粗糙凹凸面即本发明中的热交换风管，另一种风管的风道不具有凹凸面，其他结构尺寸都相同），在两者的外面分别缠上相同规格、相同发热功率的电加热片；同时外面包上保温棉，隔绝热交换风管与空气的自然散热；同时，在两热交换风管一端连接同样的可控吹风装置。
具体实验时，在同一环境下，对热交换风管实施同等功率的加热，并启动吹风装置，控制两热交换风管出风口为同等风速，保证同等时间的出风量一致。实验认为：热交换风管外部对其影响忽略不计，对热交换风管加热，热交换风管温度逐渐升高，同时由吹风装置送进来的冷空气与热交换风管进行热交换，将热交换风管的热量带出热交换风管。当热交换风管出风量一定时，热交换风管内部的热交换在一定时间后达到平衡，热交换风管温升趋于稳定。
实验结果验证为：当热交换风管温升稳定时，以热交换风管的整体平均温升反映热交换能力。由于加热功率同等，热交换风管散热忽略不计，所以，当两热交换风管出风量同等时，热交换风管平均温升高，则空气带走热量少，热交换能力弱；热交换风管平均温升低，则空气带走热量少，热交换能力强。
实验数据如下表1所示，加热片功率为890W，通过对比可得知：能形成紊流的本发明的热交换风管的热交换能力相对无紊流的现有技术的热交换风管强18%～22.5%，通过优化可能更高。
热交换风管的平均温升为相对初始温度的平均温升。
表1：
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。

Claims (1)

1.一种热交换风管，包括风管、贯通的风道以及形成紊流效应的风道内壁，所述紊流效应的风道内壁上有使气流形成紊流的粗糙凹凸面，所述粗糙凹凸面由形成在所述风道内壁上的风管散热筋构成；
其中所述风管由第一金属冲片与第二金属冲片两种金属冲片交替叠压形成，第一金属冲片开设了第一通孔，并设置了第一散热筋，第二金属冲片开设了第二通孔，并设置了第二散热筋；第一通孔与第二通孔、第一散热筋与第二散热筋均是大小不等、形状相同；两种金属冲片交替叠压后，第一通孔与第二通孔相连形成风道，第一散热筋与第二散热筋相连形成有规律的高低交错的所述风管散热筋。
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