CN110822977A - 一种多组矩阵排列球肋片换热结构 - Google Patents

一种多组矩阵排列球肋片换热结构 Download PDF

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罗权权
郑爽
王振
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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
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Abstract

本发明提供了一种多组矩阵排列球肋片换热结构，包括：换热板，内侧为扰流面，外侧为换热面；多个球肋，呈球体或椭球体，设置换热板中，并在换热面一侧设置有3/4球体，扰流面一侧设置有1/4球体，其中，3/4球体的表面为散热面，通过散热面来增加换热面的散热面积，1/4球体作为扰流面中的凸起，用于增强内侧流体的紊流，增加换热面积。

Description

一种多组矩阵排列球肋片换热结构
技术领域
本发明涉及一种换热结构，具体涉及一种多组矩阵排列球肋片换热结构。
背景技术
强化换热对部分工业设备正常运行起着至关重要的作用，例如：电厂省煤器热量回收、电力变压器降温、电脑CPU散热、网络通信交换机散热以及电动汽车电池散热等。散热优化对工业发展有着巨大的促进作用，甚至影响社会的整体经济发展。
目前针对换热优化的主要方向仍是通过改变换热结构，主要有增加散热面积、提高流动紊流强度以及换热材料的改进以增加换热系数等方法。但目前主流散热肋片多为长方体直肋片，由于长方体直肋片的结构简单、制造流程简单，得到了极大应用。但由于长方体直肋片的散热面积有限，其换热效率与换热面积在一定范围内呈线性关系，即肋片换热面积越大换热效率越高，但对换热设备的体积会有极大的影响，这也就制约了其在高换热负荷工况下的应用，所以多用于换热负荷较小的换热工况下。另外，现有的散热肋片中还出现三角肋片、锯齿肋片等换热肋片来相对增加换热面积，且有效增强了换热过程中流动的紊流强度，从而间接的提高了换热效率，但是锯齿肋片结构还是相对复杂，并且流动阻力有所增加。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种多组矩阵排列球肋片换热结构。
本发明提供了一种多组矩阵排列球肋片换热结构，具有这样的特征，包括：换热板，内侧为扰流面，外侧为换热面；多个球肋，呈球体或椭球体，设置换热板中，并在换热面一侧设置有3/4球体，扰流面一侧设置有1/4球体，其中，3/4球体的表面为散热面，通过散热面来增加换热面的散热面积，1/4球体作为扰流面中的凸起，用于增强内侧流体的紊流，增加换热面积。
在本发明提供的多组矩阵排列球肋片换热结构中，还可以具有这样的特征：其中，球肋在换热板中按矩阵排列，矩阵排列为等间距排列、交叉排列或变间距排列。
在本发明提供的多组矩阵排列球肋片换热结构中，还可以具有这样的特征：其中，球肋的尺寸根据换热板的面积进行调整。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的一种多组矩阵排列球肋片换热结构，因为球肋呈球体或椭球体，并将3/4球体表面作为散热面，由于球体在单位体积中的表面积与其他几何体相比稍高，所以，能够有效地增加散热面积；因为1/4球体作为扰流面中的凸起，通过该凸起可以增加内侧流体的紊流，增加了换热面积，更有利于热量的导出；因为多个球肋能进行多样式的矩阵排列，所以，能够通过矩阵排列来强化传热，提升整体的换热系数，并且使得外侧换热流体均匀流动。因此，本发明的一种多组矩阵排列球肋片换热结构布置简便，结构简单，能够通过增加散热面积、增强流体紊流来有效地强化换热。
附图说明
图1是本发明的实施例中多组矩阵排列球肋片换热结构的整体结构示意图；
图2是本发明的实施例中多组矩阵排列球肋片换热结构的侧视图；
图3是本发明的实施例中球肋的空间分布示意图；
图4是本发明的实施例中球肋等间距排列时的俯视图；
图5是本发明的实施例中球肋交叉排列时的俯视图；
图6是本发明的实施例中球肋变间距排列时的俯视图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。
图1是本发明的实施例中多组矩阵排列球肋片换热结构的整体结构示意图，图2是本发明的实施例中多组矩阵排列球肋片换热结构的侧视图。
如图1和图2所示，本实施例提供了一种多组矩阵排列球肋片换热结构100，包括换热板10和球肋20。
换热板10内侧为扰流面11，外侧为换热面12。
多个球肋20呈球体或椭球体，设置换热板10中，并在换热面12一侧设置有3/4球体，扰流面11一侧设置有1/4球体。
球肋20中，3/4球体的表面为散热面21，通过散热面21来增加换热面12的散热面积，1/4球体作为扰流面11中的凸起22，用于增强内侧流体的紊流，增加换热面积。
球肋20的尺寸可以根据换热板10的面积进行调整。
图3是本发明的实施例中球肋的空间分布示意图。
如图3所示，通过控制多个球肋20在X方向和Y方向之间的间距来进行矩阵排列。
图4是本发明的实施例中球肋等间距排列时的俯视图，图5是本发明的实施例中球肋交叉排列时的俯视图，图6是本发明的实施例中球肋变间距排列时的俯视图。
如图4、图5和图6所示，球肋20在换热板10中按矩阵排列，矩阵排列为等间距排列、交叉排列或变间距排列。
本实施例中的一种多组矩阵排列球肋片换热结构100的换热工作过程如下：进行换热时，换热板10内侧由位于扰流面11中的凸起22增强换热后导入热量，随后热量通过换热面12导热到球肋20，再通过散热面21和球肋20在换热面12中的排列间隙与外侧换热介质进行热交换，在热交换过程中为增强外侧换热介质的紊流强度，可以将球肋20按等间距、交叉或变间距等不同矩阵方式排列，从而强化传热，来并起到均匀流动的效果。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的一种多组矩阵排列球肋片换热结构，因为球肋呈球体或椭球体，并将3/4球体表面作为散热面，由于球体在单位体积中的表面积与其他几何体相比稍高，所以，能够有效地增加散热面积；因为1/4球体作为扰流面中的凸起，通过该凸起可以增加内侧流体的紊流，增加了换热面积，更有利于热量的导出；因为多个球肋能进行多样式的矩阵排列，所以，能够通过矩阵排列来强化传热，提升整体的换热系数，并且使得外侧换热流体均匀流动。因此，本实施例的一种多组矩阵排列球肋片换热结构布置简便，结构简单，能够通过增加散热面积、增强流体紊流来有效地强化换热。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种多组矩阵排列球肋片换热结构，其特征在于，包括：
换热板，内侧为扰流面，外侧为换热面；
多个球肋，呈球体或椭球体，设置所述换热板中，并在所述换热面一侧设置有3/4球体，所述扰流面一侧设置有1/4球体，
其中，所述3/4球体的表面为散热面，通过所述散热面来增加所述换热面的散热面积，
所述1/4球体作为所述扰流面中的凸起，用于增强内侧流体的紊流，增加换热面积。
2.根据权利要求1所述的多组矩阵排列球肋片换热结构，其特征在于：
其中，所述球肋在所述换热板中按矩阵排列，所述矩阵排列为等间距排列、交叉排列或变间距排列。
3.根据权利要求1所述的多组矩阵排列球肋片换热结构，其特征在于：
其中，所述球肋的尺寸根据所述换热板的面积进行调整。
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