CN112097566B - 一种印刷电路板换热器的整流结构 - Google Patents

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Abstract

一种印刷电路板换热器的整流结构，属于传热学的工程应用技术领域，具体涉及一种换热器整流装置。解决了现有的印刷式电路板换热器存在入口流量分配不均匀，造成实际的换热效率低的问题。本发明所述整流结构包括正方形框架，所述正方形框架卡设在换热器封头的方形通道入口内；所述正方形框架内固定有叶轮，所述叶轮包括内圆环、外圆环和多根曲形叶片，所述多根曲形叶片等间隔设置在内圆环和外圆环之间，所述外圆环内切于正方形框架，且构成一体件。本发明适用于印刷电路板换热器的整流。

Description

一种印刷电路板换热器的整流结构
技术领域
本发明属于传热学的工程应用技术领域，具体涉及一种换热器整流装置。
背景技术
换热器作为热量传递和交换的设备，被广泛应用于能源、动力、石油、化工、冶金、轻工等行业中。它不仅是工艺流程中必不可少的中间设备，也是开发二次能源实现余热回收节能减排的重要设备。现有的换热器主要有板式换热器和管壳式换热器两种，其中板式换热器换热能力较高，但由于大量的焊接头使其不利于在高温高压环境中使用。而管壳式换热器的换热能力又相对较低，使设备的重量和占地空间较大。近些年来研制的印刷式电路板换热器，是在金属板上通过扩散焊技术加工出细微槽道，然后通过金属扩散焊技术将换热板片连接到一起。其换热能力可达传统的板式和管壳式换热器的3倍，体积可缩减到1/6～1/3，可节省金属材料85％。
但由于细微通道的尺寸较小，通道数量较大，由一个进气口向成千上万的细微通道进行流量分配时，容易造成流量分配不均匀，大量的通道无法有效利用，实际换热效果相较于设计值大大下降。
发明内容
本发明的目的是要解决现有的印刷式电路板换热器存在入口流量分配不均匀，造成实际的换热效率低的问题，提出了一种印刷电路板换热器的整流结构。
本发明所述一种固定叶片结构的整流装置，所述整流结构包括正方形框架，所述正方形框架卡设在换热器封头的方形通道入口内；所述正方形框架内固定有叶轮，所述叶轮包括内圆环、外圆环和多根曲形叶片，所述多根曲形叶片等间隔设置在内圆环和外圆环之间，所述外圆环内切于正方形框架，且构成一体件。
进一步地，曲形叶片的个数为8片。
进一步地，内圆环位于正方形框架的中心。
进一步地，曲形叶片的长度为90mm，曲形叶片面积1600mm2。
本发明通过数值模拟验证了未加整流器时PCHE入口流量的不均匀性，如图1所示为PCHE入口速度云图，通过云图可以看出，流量分配主要集中在中心圆形区域内，造成周边的通道利用效率低，导致换热器效率降低。通过在入口封头处安装固定叶片式整流器，如图10所示，使入口管道流出的流体通过整流器后分布变得均匀，从而提高了换热器的效率。
附图说明
图1是未安装整流器时PCHE入口流量分布图；
图2是本发明所述整流结构的俯视图；
图3是整流结构的标准视图；
图4是安装整流结构的换热器封头结构示意图；
图5是安装整流结构的换热器封头的正视剖视图；
图6是安装整流结构的换热器封头俯视剖视图；
图7是安装整流结构的换热器俯视图；
图8是叶片横截面尺寸示意图；
图9是叶片俯视图；
图10是安装整流器后PCHE入口流量分布图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
具体实施方式一：下面结合图2至图9说明本实施方式，本实施方式所述一种印刷电路板换热器的整流结构，所述整流结构包括正方形框架，所述正方形框架卡设在换热器封头的方形通道入口内；所述正方形框架内固定有叶轮，所述叶轮包括内圆环、外圆环和多根曲形叶片，所述多根曲形叶片等间隔设置在内圆环和外圆环之间，所述外圆环内切于正方形框架，且构成一体件。
本实施方式所述的正方形框架焊接在换热器封头的方形通道入口内，有效的保证了整流结构的稳定性。本实施方式所述的多根曲形叶片的叶根固定在内圆环的外圆周，叶稍固定在外圆环的内圆周。
进一步地，曲形叶片的个数为8片。
进一步地，内圆环位于正方形框架的中心。
进一步地，曲形叶片的长度为90mm，曲形叶片面积1600mm2。
本实施方式所述的曲形叶片的长度为90mm，叶片翼根弦长为9mm，叶片翼梢弦长为45mm，叶片面积为1600mm2，叶片扭角30°，该种结构的曲形叶片等间隔布置在内圆环和外圆环之间，有效的提高了流量分配的均匀性，叶片尺寸如图8和图9所示。使用ANSYS Fluent进行数值模拟，安装整流器后PCHE入口处速度分布云图如图10所示，可以观察到流量分配更加均匀。由以下公式计算流量分配的均匀程度Ev：
Figure BDA0002697939160000031
其中Su＞2为PCHE入口处速度大于2m/s的面积；
Su＜2为PCHE入口处速度小于2m/s的面积；
S为PCHE入口总面积；
经计算得到未安装整流器时Ev＝-0.2；
安装整流器时Ev＝-0.5；
安装整流器后比未安装整流器时流量分配均匀程度提高了60％。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (3)

1.一种印刷电路板换热器的整流结构，其特征在于，所述整流结构包括正方形框架，所述正方形框架卡设在换热器封头的方形通道入口内；所述正方形框架内固定有叶轮，所述叶轮包括内圆环、外圆环和多根曲形叶片，所述多根曲形叶片等间隔设置在内圆环和外圆环之间，所述外圆环内切于正方形框架，且构成一体件；
所述的曲形叶片的长度为90mm，叶片翼根弦长为9mm，叶片翼梢弦长为45mm，叶片面积为1600mm2，叶片扭角30°；
印刷电路板式换热器的流量分配均匀程度计算公式为：
Figure FDF0000017699320000011
其中Su＞2为PCHE入口处速度大于2m/s的面积；
Su＜2为PCHE入口处速度小于2m/s的面积；
S为PCHE入口总面积。
2.根据权利要求1所述的一种印刷电路板换热器的整流结构，其特征在于，曲形叶片的个数为8片。
3.根据权利要求1所述的一种印刷电路板换热器的整流结构，其特征在于，内圆环位于正方形框架的中心。
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JP2000074486A (ja) * 1998-08-27 2000-03-14 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 流体加熱装置およびそれを用いた基板処理装置
CN105043144A (zh) * 2015-06-12 2015-11-11 西安交通大学 一种双侧蚀刻高温高压印刷电路板换热器
CN105289114B (zh) * 2015-12-08 2017-07-04 江苏揽山环境科技股份有限公司 除雾除尘叶片组
CN106885396B (zh) * 2015-12-15 2019-07-19 丹佛斯微通道换热器（嘉兴）有限公司 入口整流结构和板式换热器
CN109059603A (zh) * 2018-09-14 2018-12-21 西安热工研究院有限公司 一种印刷电路板换热器封头内的导流装置及方法

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