CN112880444A - 一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器及芯体 - Google Patents
一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器及芯体 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112880444A CN112880444A CN202110354103.8A CN202110354103A CN112880444A CN 112880444 A CN112880444 A CN 112880444A CN 202110354103 A CN202110354103 A CN 202110354103A CN 112880444 A CN112880444 A CN 112880444A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- low
- fluid
- temperature fluid
- heat exchange
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- 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
本发明提供一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器及芯体,结构简单,设计合理,避免了因密度减小,流速增大而出现的局部回流或倒流的现象。所述芯体,包括层叠设置的高温流体板片和低温流体板片;所述的高温流体板片包括高温流道本体,以及沿高温流体流动方向逐列设置在高温流道本体内的若干高温流线型肋片;所述高温流线型肋片等厚度设置;所述的低温流体板片包括低温流道本体,以及沿低温流体流动方向逐列设置在低温流道本体内的若干低温流线型肋片;所述低温流线型肋片沿流动方向厚度逐渐减小。
Description
技术领域
本发明涉及换热装置技术领域,具体涉及一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器及芯体。
背景技术
印刷电路板换热器(printed circuit heat exchanger,PCHE)是一种结构紧凑、耐高温高压、结构强度高的板式换热器,特别适用于以超临界流体为工质的布雷顿动力循环,PCHE的主要结构包括换热流体的进出口管、封头及芯体,其中芯体由包含若干微小等截面换热通道的换热板片通过扩散焊接形成。
当PCHE芯体内的换热流体为变物性流体时,如超临界流体,高低温流体的流动换热过程是一个双侧超临界变物性耦合流动传热过程,高低温流体的密度、比热容、粘度等物性不断变化,流速也不断变化。现有的等截面换热通道中,对于低温被加热的流体,因其不断吸热升温,密度逐渐减小,特别是在拟临界点附近,密度急剧减小,导致流速迅速增大,局部流动阻力增大,可能引起局部回流甚至倒流,进一步增大了流动的阻力,低温流体不能被有效被加热,换热效率大幅下降。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明提供一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器及芯体,结构简单,设计合理,避免了因密度减小,流速增大而出的局部回流或倒流的现象。
本发明是通过以下技术方案来实现:
一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器芯体,包括层叠设置的高温流体板片和低温流体板片;
所述的高温流体板片包括高温流道本体,以及沿高温流体流动方向逐列设置在高温流道本体内的若干高温流线型肋片;所述高温流线型肋片等厚度设置;
所述的低温流体板片包括低温流道本体,以及沿低温流体流动方向逐列设置在低温流道本体内的若干低温流线型肋片;所述低温流线型肋片沿流动方向厚度逐渐减小。
优选的,层叠设置的高温流体板片和低温流体板片形成周期性层叠单元;所述的周期性层叠单元包括通过扩散焊接依次连接的一层的高温流体板片和一层的低温流体板片,或者两层的高温流体板片和中间层的低温流体板片。
优选的,高温流线型肋片沿着高温流体流动方向顺列或错列分布,形成等截面通道。
优选的,低温流线型肋片沿着低温流体流动方向顺列或错列分布,形成渐阔型非等截面通道。
优选的,高温流线型肋片和低温流线型肋片采用NACA系列对称或非对称翼型。
进一步,低温流线型肋片最大厚度按顺序逐列减小。
优选的,高温流体板片和低温流体板片上通过光刻或化学蚀刻的方法对应蚀刻出沿流动方向等厚设置的若干高温流线型肋片和非等厚设置的低温流线型肋片。
一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器,设置有如上任意一项所述的芯体。
与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
本发明所述的一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器芯体,采用流线型肋片在强化高温流体换热的同时尽可能减小了流动阻力的增大;通过沿流动方向逐渐减小肋片厚度形成渐阔型非等截面通道,使得低温流体在沿流动方向吸热升温密度减小时能保持近等速流动,避免了因低温流体密度减小,流速增大,局部流动阻力增大而出现的局部回流或倒流的现象。
附图说明
图1为本发明实例中所述的低温流体板片肋片排布截面示意图。
图2为本发明实例中所述的高温流体板片肋片排布截面示意图。
图3为本发明实例中所述的低温流体板片示意图。
图4为本发明实例中所述的高温流体板片示意图。
图中:高温流体板片1,高温流道本体101,高温流线型肋片102;低温流体板片2,低温流道本体201,低温流线型肋片202。
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。
本发明一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器芯体,包括层叠设置的高温流体板片1和低温流体板片2;
如图3所示,低温流体板片2包括低温流道本体201,以及沿低温流体流动方向逐列设置在低温流道本体201内的若干低温流线型肋片202;所述低温流线型肋片202沿流动方向厚度逐渐减小。本优选实例中是逐列减小的,也可以每隔两列厚度再减小,形成逐渐减小的趋势。
如图4所示,高温流体板片1包括高温流道本体101,以及沿高温流体流动方向逐列设置在高温流道本体101内的若干高温流线型肋片102;所述高温流线型肋片102等厚度设置;
其中所限定的厚度是高温流线型肋片102和低温流线型肋片202在高温流道本体101和低温流道本体201宽度方向上的尺寸,两类肋片的上下两侧分别与其所在的流道本体内侧底部和与其相邻的流道本体外侧底部连接。
其主要的就是,如图1和图2所示,所述芯体包含若干沿流动方向等厚流线型肋片构成的高温流体板片1和沿流动方向厚度逐渐减小流线型肋片构成的低温流体板片2。
其中,层叠设置的高温流体板片1和低温流体板片2形成周期性层叠单元;印刷电路板换热器的换热芯体由若干周期性层叠单元层叠形成;所述的周期性层叠单元包括通过扩散焊接依次连接的一层的高温流体板片1和一层的低温流体板片2,或者两层的高温流体板片1和中间层的低温流体板片2。
具体的,由高温流体板片1和低温流体板片2通过扩散焊接依次连接或两层高温流体板片1中夹一层低温流体板片2,形成“高温-低温”,“高温-低温-高温”周期性分布的形式。
所述高温流线型肋片102和低温流线型肋片202通过在金属板用光或化学蚀刻的方法蚀刻出沿流动方向等厚和非等厚流线型肋片,如图4和图3所示。
其中,所述流线型肋片,可以采用但不限于NACA系列对称或非对称翼型。
具体的,如图1所示,选取了NACA系列低速对称翼型NACA0025、NACA0020、NACA0015、NACA0010、NACA0005翼型,作为每列的低温流线型肋片202,上述翼型最大厚度按顺序逐渐减小,使之沿着低温流体流动方向错列分布,形成渐阔型非等截面通道,适用于沿流动方向密度逐渐减小的换热工质。
具体的,如图2所示,所述高温流体板片1中,选取流线型肋片NACA0010,其肋片厚度保持不变,使之沿着高温流体流动方向错列分布,形成等截面通道。
本发明的工作原理:
本发明提供的一种用于变物性流体换热的PCHE换热芯体,包括由若干沿流动方向等厚流线型肋片构成的高温流体板片1和沿流动方向厚度逐渐减小流线型肋片构成的低温流体板片2。板片采用流线型肋片在强化换热的同时尽可能减小了流动阻力的增大;通过沿流动方向逐渐减小肋片厚度形成渐阔型非等截面通道,低温流体在沿流动方向吸热升温密度减小时能保持近等速流动,避免了因密度减小,流速增大而出现的局部回流或倒流的现象。
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)
1.一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器芯体,其特征在于,包括层叠设置的高温流体板片(1)和低温流体板片(2);
所述的高温流体板片(1)包括高温流道本体(101),以及沿高温流体流动方向逐列设置在高温流道本体(101)内的若干高温流线型肋片(102);所述高温流线型肋片(102)等厚度设置;
所述的低温流体板片(2)包括低温流道本体(201),以及沿低温流体流动方向逐列设置在低温流道本体(201)内的若干低温流线型肋片(202);所述低温流线型肋片(202)沿流动方向厚度逐渐减小。
2.根据权利要求1所述的一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器芯体,其特征在于,层叠设置的高温流体板片(1)和低温流体板片(2)形成周期性层叠单元;所述的周期性层叠单元包括通过扩散焊接依次连接的一层的高温流体板片(1)和一层的低温流体板片(2),或者两层的高温流体板片(1)和中间层的低温流体板片(2)。
3.根据权利要求1所述的一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器芯体,其特征在于,高温流线型肋片(102)沿着高温流体流动方向顺列或错列分布,形成等截面通道。
4.根据权利要求1所述的一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器芯体,其特征在于,低温流线型肋片(202)沿着低温流体流动方向顺列或错列分布,形成渐阔型非等截面通道。
5.根据权利要求1所述的一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器芯体,其特征在于,高温流线型肋片(102)和低温流线型肋片(202)采用NACA系列对称或非对称翼型。
6.根据权利要求5所述的一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器芯体,其特征在于,低温流线型肋片(202)最大厚度按顺序逐列减小。
7.根据权利要求1所述的一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器芯体,其特征在于,高温流体板片(1)和低温流体板片(2)上通过光刻或化学蚀刻的方法对应蚀刻出沿流动方向等厚设置的若干高温流线型肋片(102)和非等厚设置的低温流线型肋片(202)。
8.一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器,其特征在于,设置有如权利要求1-7任意一项所述的芯体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110354103.8A CN112880444A (zh) | 2021-03-31 | 2021-03-31 | 一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器及芯体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110354103.8A CN112880444A (zh) | 2021-03-31 | 2021-03-31 | 一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器及芯体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112880444A true CN112880444A (zh) | 2021-06-01 |
Family
ID=76040444
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110354103.8A Pending CN112880444A (zh) | 2021-03-31 | 2021-03-31 | 一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器及芯体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112880444A (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113739603A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-12-03 | 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 | 印刷电路板式换热器 |
CN114370777A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-04-19 | 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 | 印刷电路板换热器的换热通道结构及印刷电路板换热器 |
CN117628946A (zh) * | 2024-01-23 | 2024-03-01 | 中国核动力研究设计院 | 一种换热器及换热系统 |
CN117628946B (zh) * | 2024-01-23 | 2024-04-05 | 中国核动力研究设计院 | 一种换热器及换热系统 |
-
2021
- 2021-03-31 CN CN202110354103.8A patent/CN112880444A/zh active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113739603A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-12-03 | 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 | 印刷电路板式换热器 |
CN113739603B (zh) * | 2021-08-12 | 2023-11-24 | 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 | 印刷电路板式换热器 |
CN114370777A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-04-19 | 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 | 印刷电路板换热器的换热通道结构及印刷电路板换热器 |
CN114370777B (zh) * | 2021-11-30 | 2023-09-22 | 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 | 印刷电路板换热器的换热通道结构及印刷电路板换热器 |
CN117628946A (zh) * | 2024-01-23 | 2024-03-01 | 中国核动力研究设计院 | 一种换热器及换热系统 |
CN117628946B (zh) * | 2024-01-23 | 2024-04-05 | 中国核动力研究设计院 | 一种换热器及换热系统 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112880444A (zh) | 一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器及芯体 | |
CN1851377A (zh) | 板-泡式换热器 | |
CN107314699B (zh) | 一种用于换热器的高性能换热片及其换热器 | |
CN111059929A (zh) | 一种新型翅片结构的微通道换热器 | |
CN109163586B (zh) | 一种螺旋流道印刷电路板换热器 | |
CN107976101A (zh) | 一种外翅片换热管及其使用方法 | |
CN102706187A (zh) | 一种集成式微通道换热器 | |
CN111059934A (zh) | 一种复合结构印刷电路板式换热器芯体 | |
CN1318817C (zh) | 一种燃气轮机原表面回热器 | |
CN110579123A (zh) | 双侧异型流道的高压紧凑换热器结构及其组装方法 | |
CN112696950A (zh) | 微翅式换热装置 | |
CN112857103A (zh) | 一种紧凑式换热器及其非对称翼型换热板片 | |
CN110864578A (zh) | 一种用于超临界二氧化碳pche的变截面机翼型高效换热通道 | |
CN114623707A (zh) | 一种用于多流体换热的紧凑式换热器及换热方法 | |
CN109323607B (zh) | 一种蜂窝型超紧凑板式热交换器 | |
CN107643011A (zh) | 一种D形截面Zig‑Zag通道紧凑式换热器 | |
CN207832003U (zh) | 外翅片换热管 | |
CN212458065U (zh) | 用于超临界二氧化碳pche的变截面机翼型高效换热通道 | |
CN214666240U (zh) | 一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器及芯体 | |
CN111721151A (zh) | 一种正弦形通道结构印刷电路板式换热器芯体 | |
CN202599166U (zh) | 一种集成式微通道换热器 | |
CN107966057A (zh) | 一种板式换热器及其使用方法 | |
CN115979028A (zh) | 一种高效紧凑式扩散焊接换热器芯体 | |
CN215832535U (zh) | 一种混合肋排换热器芯体及换热器 | |
CN212721041U (zh) | 一种正弦形通道结构印刷电路板式换热器芯体 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |