CN112857103A - 一种紧凑式换热器及其非对称翼型换热板片 - Google Patents

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吴家荣
李红智
杨玉
张一帆
吴帅帅
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    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • 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
    • F28F3/08—Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/24—Arrangements for promoting turbulent flow of heat-exchange media, e.g. by plates

Abstract

本发明提供一种紧凑式换热器及其非对称翼型换热板片，结构简单，设计合理，在保持强化传热的同时能有效减小或消除换热通道流量分配不均的问题。所述的非对称翼型换热板片，包括换热板片本体和设置在换热板片本体流道内的非对称翼型肋片；所述的非对称翼型肋片向一侧弯曲设置；非对称翼型肋片沿流体流动方向顺列依次间隔设置，同一列的非对称翼型肋片的弯曲弧线方向相同，相邻列的非对称翼型肋片的弯曲弧线方向相反，相邻两行非对称翼型肋片间构成间断的S型通道。

Description

一种紧凑式换热器及其非对称翼型换热板片
技术领域
本发明涉及换热装置技术领域，具体为一种紧凑式换热器及其非对称翼型换热板片。
背景技术
印刷电路板换热器(printed circuit heat exchanger,PCHE)是一种被广泛应用于化工、航空航天、冶金、电力、制冷等领域的紧凑式换热器，具有结构紧凑，耐高温高压，比表面积大等特点。PCHE的芯体是核心部件，通常采用光或化学蚀刻的方法在金属板片上蚀刻出当量直径1mm左右的微通道构成冷热板片，再通过扩散焊接技术将冷热板片依次连接形成芯体。
现有PCHE芯体上的换热板片通常包含若干截面为半圆，沿流动方向为直线、Z字型、正弦型的微通道，每个通道的换热面积和体积均相同。由于芯体中通道尺寸很小且通道数量巨大，换热器入口管内径相对于封头很小，流体从换热器入口管进入封头后会造成各通道流量分配不均，大量通道不能有效利用的问题，使得实际的换热效果下降。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种紧凑式换热器及其非对称翼型换热板片，结构简单，设计合理，在保持强化传热的同时能有效减小或消除换热通道流量分配不均的问题。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种紧凑式换热器的非对称翼型换热板片，包括换热板片本体和设置在换热板片本体流道内的非对称翼型肋片；
所述的非对称翼型肋片向一侧弯曲设置；非对称翼型肋片沿流体流动方向顺列依次间隔设置，同一列的非对称翼型肋片的弯曲弧线方向相同，相邻列的非对称翼型肋片的弯曲弧线方向相反，相邻两行非对称翼型肋片间构成间断的S型通道。
优选的，所述的非对称翼型肋片包括前缘、后缘、上弧线和下弧线；上弧线和下弧线分别与前缘和后缘光滑连接，上弧线和下弧线向同一方向弯曲或凸起。
进一步的，同一行的非对称翼型肋片的前缘和后缘连线均共线设置。
进一步的，相邻两行非对称翼型肋片的前缘和后缘连线均平行设置。
优选的，所述的非对称翼型肋片采用NACA系列非对称翼型肋片。
优选的，所述换热板片通过光或化学蚀刻的方法蚀刻出非对称翼型肋片。
一种紧凑式换热器，包括芯体；所述的芯体由若干如上任意一项所述的非对称翼型换热板片，通过扩散焊接层叠连接形成。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明所述的一种紧凑式换热器的非对称翼型换热板片，包括由若干非对称翼型构成的周期性排布肋片，任意相邻列肋片间存在间隙，相邻两行肋片间构成间断的S型通道。与传统Z字或正弦型通道相比，间断S型通道间隙的存在使得流体能在相邻通道间自由流动，从而改善或避免了传统换热通道中各通道流量分布不均的问题。另一方面，间断的S型通道保持了传统Z字或正弦型通道对换热流体的扰动，保持了强化传热效果。
附图说明
图1为本发明实例中所述的非对称翼型肋片排布示意图。
图2为本发明实例中所述的非对称翼型换热板片示意图。
图3为本发明实例中所述的芯体结构示意图。
图中：芯体1、换热板片本体2、非对称翼型肋片3、前缘301、后缘302、上弧线303、下弧线304。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明一种紧凑式换热器的非对称翼型换热板片，如图2所示，其包括换热板片本体2和设置在换热板片本体2流道内的非对称翼型肋片3；
所述的非对称翼型肋片3向一侧弯曲设置；非对称翼型肋片3沿流体流动方向顺列依次间隔设置，同一列的非对称翼型肋片3的弯曲弧线方向相同，相邻列的非对称翼型肋片3的弯曲弧线方向相反，相邻两行非对称翼型肋片3间构成间断的S型通道。
其中，同一行的非对称翼型肋片3的前缘301和后缘302连线均共线设置。相邻两行非对称翼型肋片3的前缘301和后缘302连线均平行设置。
具体的，换热板片本体2上的非对称翼型肋片3每两列为一个周期，沿流动方向有若干个周期构成肋片排布，任意相邻列肋片间存在间隙，相邻两行肋片间构成间断的S型通道，如图1所示。
所述非对称翼型肋片3的一个周期中第二列肋片由第一列肋片沿水平方向平移后，再沿前后缘301、302的连线做镜像变化而来，如图1所示，第一行第一列肋片沿流动方向平移一定距离得到图中虚线所示肋片，再将虚线肋片做关于自身前后缘301、302连线的镜像变化，得到第一行第二列中实线肋片。
因此，实际上换热板片本体2上的非对称翼型肋片3的形状都是相同的，按照上述的布置要求形成规律的排布；在具体的制备上，所述换热板片通过在金属板上用光或化学蚀刻的方法蚀刻出非对称翼型肋片3，如图2所示；换热板片利用扩散焊接层叠连接形成芯体1，如图3所示；本优选实例中，相邻两层非对称翼型换热板片内的S型通道错位设置。
本优选实例中，非对称翼型肋片3，如图1所示；包括前缘301、后缘302、上弧线303和下弧线304；上弧线303和下弧线304分别与前缘301、后缘302光滑连接；上弧线303和下弧线304关于前缘301和后缘302的连线非对称存在；上弧线303和下弧线304向同一方向弯曲或凸起。
具体的，所述非对称翼型肋片3包括前缘301、后缘302、上弧线303和下弧线304，可以采用但不限于是NACA系列非对称翼型，本优选实例以其中该翼型中的NACA9410肋片为例进行说明，如图1所示。非对称翼型NACA9410肋片的上弧线303和下弧线304分别与前缘301、后缘302光滑连接，非对称翼型NACA9410肋片的上弧线303和下弧线304关于前缘301和后缘302的连线非对称存在，非对称翼型NACA9410肋片的上弧线303和下弧线304向上弯曲或向上凸起，如图1所示。
通过以上实施例可知，本发明提供的一种紧凑式换热器及其非对称翼型换热板片，采用现有的光或化学蚀刻方法和扩散焊接工艺，技术上成熟可靠。相邻两行肋片间构成间断的S型通道，在保证传统Z字或正弦型通道强化传热效果的同时使得相邻通道间的流体能自由流动，改善或消除了各换热通道流量分配不均的问题，使得实际换热效果不会因通道流量不均而大打折扣。
以上描述只是本发明的优选示例而已，本发明并不仅限于此，任何在本发明的精神和原则之内的修改、同等替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种紧凑式换热器的非对称翼型换热板片，其特征在于，包括换热板片本体(2)和设置在换热板片本体(2)流道内的非对称翼型肋片(3)；
所述的非对称翼型肋片(3)向一侧弯曲设置；非对称翼型肋片(3)沿流体流动方向顺列依次间隔设置，同一列的非对称翼型肋片(3)的弯曲弧线方向相同，相邻列的非对称翼型肋片(3)的弯曲弧线方向相反，相邻两行非对称翼型肋片(3)间构成间断的S型通道。
2.根据权利要求1所述的一种紧凑式换热器的非对称翼型换热板片，其特征在于，所述的非对称翼型肋片(3)包括前缘(301)、后缘(302)、上弧线(303)和下弧线(304)；上弧线(303)和下弧线(304)分别与前缘(301)和后缘(302)光滑连接，上弧线(303)和下弧线(304)向同一方向弯曲或凸起。
3.根据权利要求2所述的一种紧凑式换热器的非对称翼型换热板片，其特征在于，同一行的非对称翼型肋片(3)的前缘(301)和后缘(302)连线均共线设置。
4.根据权利要求2所述的一种紧凑式换热器的非对称翼型换热板片，其特征在于，相邻两行非对称翼型肋片(3)的前缘(301)和后缘(302)连线均平行设置。
5.根据权利要求1所述的一种紧凑式换热器的非对称翼型换热板片，其特征在于，所述的非对称翼型肋片(3)采用NACA系列非对称翼型。
6.根据权利要求1所述的一种紧凑式换热器的非对称翼型换热板片，其特征在于，所述非对称翼型肋片(3)通过光蚀刻得到。
7.根据权利要求1所述的一种紧凑式换热器的非对称翼型换热板片，其特征在于，所述非对称翼型肋片(3)通过化学蚀刻得到。
8.一种紧凑式换热器，其特征在于，包括芯体(1)；所述的芯体(1)由若干如权利要求1-6任意一项所述的非对称翼型换热板片，通过扩散焊接层叠连接形成。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114279243A (zh) * 2021-12-20 2022-04-05 北京航空航天大学 一种镜像对称的凹凸翼型翅片式pche流道
WO2022205765A1 (zh) * 2021-03-31 2022-10-06 西安热工研究院有限公司 一种紧凑式换热器及其非对称翼型换热板片
CN115218710A (zh) * 2022-09-08 2022-10-21 中国核动力研究设计院 一种换热部件、换热芯体和换热装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7810552B2 (en) * 2006-12-20 2010-10-12 The Boeing Company Method of making a heat exchanger
KR100990309B1 (ko) * 2008-06-03 2010-10-26 한국수력원자력 주식회사 열교환기
CN203758341U (zh) * 2014-01-16 2014-08-06 深圳市丰瑞德机电技术有限公司 一种换热板、热交换器及热交换系统
CN103743281B (zh) * 2014-01-16 2015-10-28 深圳市丰瑞德机电技术有限公司 一种换热板、热交换器及热交换系统
CN107687780B (zh) * 2017-08-05 2019-06-18 中国科学院工程热物理研究所 带有流线形肋结构的换热板及包含其的印刷电路板换热器
CN207866065U (zh) * 2018-01-29 2018-09-14 西安热工研究院有限公司 一种间断翅片结构印刷电路板式换热器芯体
CN212431870U (zh) * 2020-07-02 2021-01-29 浙江高晟光热发电技术研究院有限公司 一种换热器
CN112378278A (zh) * 2020-11-16 2021-02-19 江苏科技大学 一种换热器用自适应非均匀翅片板束及其流道的设计方法
CN112857103A (zh) * 2021-03-31 2021-05-28 西安热工研究院有限公司 一种紧凑式换热器及其非对称翼型换热板片

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022205765A1 (zh) * 2021-03-31 2022-10-06 西安热工研究院有限公司 一种紧凑式换热器及其非对称翼型换热板片
CN114279243A (zh) * 2021-12-20 2022-04-05 北京航空航天大学 一种镜像对称的凹凸翼型翅片式pche流道
CN115218710A (zh) * 2022-09-08 2022-10-21 中国核动力研究设计院 一种换热部件、换热芯体和换热装置
CN115218710B (zh) * 2022-09-08 2022-12-13 中国核动力研究设计院 一种换热部件、换热芯体和换热装置

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