CN115575156A - 一种研究微通道换热器流量分配特性的实验装置 - Google Patents

一种研究微通道换热器流量分配特性的实验装置 Download PDF

Info

Publication number
CN115575156A
CN115575156A CN202211577176.4A CN202211577176A CN115575156A CN 115575156 A CN115575156 A CN 115575156A CN 202211577176 A CN202211577176 A CN 202211577176A CN 115575156 A CN115575156 A CN 115575156A
Authority
CN
China
Prior art keywords
flow
plate
channel
heat exchanger
flow guide
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.)
Granted
Application number
CN202211577176.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115575156B (zh
Inventor
费俊杰
黄彦平
刘旻昀
刘睿龙
席大鹏
唐佳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nuclear Power Institute of China
Original Assignee
Nuclear Power Institute of China
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nuclear Power Institute of China filed Critical Nuclear Power Institute of China
Priority to CN202211577176.4A priority Critical patent/CN115575156B/zh
Publication of CN115575156A publication Critical patent/CN115575156A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115575156B publication Critical patent/CN115575156B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

本发明提出一种研究微通道换热器流量分配特性的实验装置，涉及流量分配器选型实验技术领域，该实验装置包括入口通道和多个导流单元，导流单元包括出口通道和平行设置的多条微流通道，各导流单元的各微流通道的一端分别与入口通道相连通，在各导流单元内，多条微流通道的另一端分别与出口通道相连通。本发明提出的研究微通道换热器流量分配特性的实验装置能够方便测量流量分配情况。

Description

一种研究微通道换热器流量分配特性的实验装置
技术领域
本发明涉及流量分配器选型实验技术领域 ，特别涉及一种研究微通道换热器流量分配特性的实验装置。
背景技术
换热器是用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足规定的工艺要求的装置，是对流传热及热传导的一种工业应用。目前，能够承受高温高压、体积紧凑、换热效能高、成本可接受的新型换热器正成为该领域研发的主要方向。众多研究者认为微通道扩散焊式换热器（Micro Channel Diffusion Bonding Heat Exchanger, MCD）是最有前景的候选对象之一。微通道扩散焊式换热器（MCD）是一种紧凑式换热器，其通过微通道蚀刻成形技术和扩散焊技术加工而成，所采用的加工和制造工艺决定了其具有体积紧凑、换热效能高和结构强度高等特点，因而在太阳能利用领域、核能利用领域以及制氢行业具有很大潜力。但微通道扩散焊式换热器（MCD）其密集的微通道排列也容易导致工质流量分配不均，成为制约换热器效能的一大重要因素。
因此，寻找流量分配性能好、结构紧凑、强度高的流量分配器，成为提高微通道紧凑型换热器换热效率的重要方向。然而在进行流量分配器选型实验时，大量流道密集排列给流量测量带来了巨大困难，因此设计一款能反映多流道流量分配情况并且便于收集多个流量分配数据的实验装置对微通道扩散焊式换热器（MCD）流量分配优化来说显得尤为重要。
有鉴于此，本发明人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，经过反复试验设计出一种研究微通道换热器流量分配特性的实验装置，以期解决现有技术存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种研究微通道换热器流量分配特性的实验装置，能够方便测量流量分配情况。
为达到上述目的，本发明提出一种研究微通道换热器流量分配特性的实验装置，其中，所述实验装置包括入口通道和多个导流单元，所述导流单元包括出口通道和平行设置的多条微流通道，各所述导流单元的各微流通道的一端分别与所述入口通道相连通，在各所述导流单元内，多条所述微流通道的另一端分别与所述出口通道相连通。
与现有技术相比，本发明具有以下特点和优点：
本发明提出的实验装置，每个导流单元内微流通道中的工质汇集到出口通道中，测量该出口通道处的流量，就能方便地获得分配至该导流单元中的工质流量，进而方便地测量该导流单元所获得流量。
本发明提出的实验装置，通过对各导流单元的出口通道的流量的测量，能够方便地获取分配至不同导流单元的工质流量情况，能反映多各导流单元的分配情况并且便于收集多个导流单元的流量分配数据，能够更好地辅助完成微通道扩散焊式换热器的流量分配特性实验，对微通道扩散焊式换热器（MCD）流量分配优化具有尤为重要的作用。
本发明提出的实验装置结构紧凑、强度高，能够方便、快速地测量工质在大量密集排列的微流通道中的流量分配情况。
附图说明
在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。
图1为本发明提出的研究微通道换热器流量分配特性的实验装置的结构示意图；
图2为图1中1处的局部放大图；
图3为图1中A-A向的剖视图；
图4为本发明中第一流道板的结构示意图；
图5为图2中2处的局部放大图；
图6为图2中2处的剖面图；
图7为本发明中第二流道板的结构示意图；
图8为本发明中工质隔板的结构示意图。
附图标记说明：
100、实验装置；10、导流单元；11、出口通道；12、微流通道；13、导流板组；131、第一流道板；132、第二流道板；133、出液孔；134、导流槽；20、工质隔板。
具体实施方式
结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。
如图1至图8所示，本发明提出一种研究微通道换热器流量分配特性的实验装置100，该实验装置100包括入口通道和多个导流单元10，导流单元10包括出口通道11和平行设置的多条微流通道12，各导流单元10的各微流通道12的一端分别与入口通道相连通，在各导流单元10内，多条微流通道12的另一端分别与出口通道11相连通。
本发明提出的实验装置100，每个导流单元10内微流通道12中的工质汇集到出口通道11中，测量该出口通道11处的流量，就能方便地获得分配至该导流单元10中的工质流量，进而方便地测量该导流单元所获得流量。
本发明提出的实验装置100，通过对各导流单元10的出口通道11的流量的测量，能够方便地获取分配至不同导流单元10的工质流量情况，能反映多各导流单元10的分配情况并且便于收集多个导流单元10的流量分配数据，能够更好地辅助完成微通道扩散焊式换热器的流量分配特性实验，对微通道扩散焊式换热器（MCD）流量分配优化具有尤为重要的作用。
本发明提出的实验装置100结构紧凑、强度高、流量分配性能好，能够方便、快速地测量工质在大量密集排列的微流通道中的流量分配情况。
在本发明一个可选的实施方式中，导流单元10包括多个层叠设置的导流板组13，各导流板组13包括第一流道板131和第二流道板132，第一流道板131上和第二流道板132上分别开设有镂空的出液孔133，多个出液孔133依次连接形成出口通道11，第一流道板131的一板面上开设有平行设置的多条导流槽134，各导流槽134的一端贯穿至第一流道板131的一侧边，各导流槽134的另一端贯穿至出液孔133，第二流道板132盖设于第一流道板131上，微流通道12由导流槽134和第二流道板132围合而成，工质由微流通道12内流过。
在该实施方式一个可选的例子中，各导流槽134经化学蚀刻而成。
进一步的，第二流道板132不经过蚀刻。
在该实施方式一个可选的例子中，第一流道板131和第二流道板132之间固定连接。真空扩散焊的强度接近母材，成型后承温承压能力强，是目前高温高压板式换热器最好的焊接工艺
优选的，第一流道板131和第二流道板132之间经真空扩散焊固定连接。
在该实施方式一个可选的例子中，导流单元10包括由上至下依次层叠设置的5个导流板组13。
在该实施方式一个可选的例子中，多个导流单元10层叠设置，每两个相邻的导流单元10之间夹设有一个工质隔板20，工质隔板20将两个导流单元10的出口通道11分隔为独立状态。
在本发明一个可选的例子中，第一流道板131、第二流道板132和工质隔板20分别为金属板。
进一步的，金属板可以为不锈钢板、钛合金板。
在本发明另一个可选的例子中，第一流道板131、第二流道板132和工质隔板20也可以为复合材料等所有可用于换热器制造的材料。
在本发明一个可选的实施方式中，出口通道11的出口处安装有流量测量仪表，以进行流量数据收集。
在该实施方式一个可选的例子中，各导流单元10的出口通道11的出口交错设置，以方便流量测量仪表的安装。
针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本发明进行解释，以便于能够更好地理解本发明，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本发明的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。

Claims (10)

1.一种研究微通道换热器流量分配特性的实验装置，其特征在于，所述实验装置包括入口通道和多个导流单元，所述导流单元包括出口通道和平行设置的多条微流通道，各所述导流单元的各微流通道的一端分别与所述入口通道相连通，在各所述导流单元内，多条所述微流通道的另一端分别与所述出口通道相连通。
2.如权利要求1所述的研究微通道换热器流量分配特性的实验装置，其特征在于，所述导流单元包括多个层叠设置的导流板组，各所述导流板组包括第一流道板和第二流道板，所述第一流道板上和所述第二流道板上分别开设有镂空的出液孔，多个所述出液孔依次连接形成所述出口通道，所述第一流道板的一板面上开设有平行设置的多条导流槽，各所述导流槽的一端贯穿至所述第一流道板的一侧边，各所述导流槽的另一端贯穿至所述出液孔，第二流道板盖设于所述第一流道板上，所述微流通道由所述导流槽和所述第二流道板围合而成。
3.如权利要求2所述的研究微通道换热器流量分配特性的实验装置，其特征在于，各所述导流槽经化学蚀刻而成。
4.如权利要求2所述的研究微通道换热器流量分配特性的实验装置，其特征在于，所述第一流道板和所述第二流道板之间固定连接。
5.如权利要求4所述的研究微通道换热器流量分配特性的实验装置，其特征在于，所述第一流道板和所述第二流道板之间经真空扩散焊固定连接。
6.如权利要求2所述的研究微通道换热器流量分配特性的实验装置，其特征在于，所述导流单元包括由上至下依次层叠设置的5个所述导流板组。
7.如权利要求2所述的研究微通道换热器流量分配特性的实验装置，其特征在于，多个所述导流单元层叠设置，每两个相邻的所述导流单元之间夹设有一个工质隔板，所述工质隔板将两个所述导流单元的出口通道分隔为独立状态。
8.如权利要求7所述的研究微通道换热器流量分配特性的实验装置，其特征在于，所述第一流道板、所述第二流道板和所述工质隔板分别为金属板。
9.如权利要求8所述的研究微通道换热器流量分配特性的实验装置，其特征在于，所述金属板为不锈钢板或钛合金板。
10.如权利要求1所述的研究微通道换热器流量分配特性的实验装置，其特征在于，所述出口通道处安装有流量测量仪表。
CN202211577176.4A 2022-12-09 2022-12-09 一种研究微通道换热器流量分配特性的实验装置 Active CN115575156B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211577176.4A CN115575156B (zh) 2022-12-09 2022-12-09 一种研究微通道换热器流量分配特性的实验装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211577176.4A CN115575156B (zh) 2022-12-09 2022-12-09 一种研究微通道换热器流量分配特性的实验装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115575156A true CN115575156A (zh) 2023-01-06
CN115575156B CN115575156B (zh) 2023-03-10

Family

ID=84590040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211577176.4A Active CN115575156B (zh) 2022-12-09 2022-12-09 一种研究微通道换热器流量分配特性的实验装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115575156B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115790247A (zh) * 2023-01-06 2023-03-14 中国核动力研究设计院 均流部件及换热装置
CN116558328A (zh) * 2023-07-10 2023-08-08 中国核动力研究设计院 一种微通道换热器及其制造方法
CN117968986A (zh) * 2024-04-01 2024-05-03 中国核动力研究设计院 双向定位微通道换热器异常流道检测装置及检测方法

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006208309A (ja) * 2005-01-31 2006-08-10 Central Res Inst Of Electric Power Ind 被検査体内部流路毎の流量配分比率測定方法及びそれを利用した被検査体間の個体差判別方法並びに装置
CA2650499A1 (en) * 2006-04-25 2007-11-08 Velocys, Inc. Flow distribution channels to control flow in process channels
US20140209288A1 (en) * 2013-01-28 2014-07-31 Alcatel-Lucent Usa, Inc. Cooling technique
US20150122009A1 (en) * 2013-11-05 2015-05-07 Amphenol Thermometrics, Inc. Systems and methods for temperature compensated flow sensing
CN106879227A (zh) * 2017-01-23 2017-06-20 西安电子科技大学 一种微通道换热器及流动换热实验装置
CN107679294A (zh) * 2017-09-18 2018-02-09 西安交通大学 一种多通道板式换热器进出口设计方法
CN207123505U (zh) * 2017-09-19 2018-03-20 中国核动力研究设计院 扩散焊紧凑板换热器换热表面局部流动传热特性测量装置
CN113145037A (zh) * 2021-04-08 2021-07-23 复旦大学 一种微流体分布器及多通道并行放大的流体均匀分布方法
US20210262744A1 (en) * 2020-02-20 2021-08-26 Carrier Corporation Multiport fluid distributor and microchannel heat exchanger having the same
CN113884418A (zh) * 2021-09-01 2022-01-04 中国核电工程有限公司 安全壳内气溶胶在微通道滞留的实验研究系统及方法
CN114034350A (zh) * 2021-10-22 2022-02-11 湖南大学 一种换热器流量分配的监测方法、系统及存储介质
CN215850643U (zh) * 2021-05-31 2022-02-18 吉林大学 一种应用于二氧化碳汽车空调中用于均匀流量的导流装置
CN114646152A (zh) * 2020-12-18 2022-06-21 广东美的制冷设备有限公司 换热器及空调
CN115048861A (zh) * 2022-06-06 2022-09-13 中国人民解放军海军工程大学 3d芯片嵌入式液冷通道流量的智能化分配方法及系统

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006208309A (ja) * 2005-01-31 2006-08-10 Central Res Inst Of Electric Power Ind 被検査体内部流路毎の流量配分比率測定方法及びそれを利用した被検査体間の個体差判別方法並びに装置
CA2650499A1 (en) * 2006-04-25 2007-11-08 Velocys, Inc. Flow distribution channels to control flow in process channels
US20140209288A1 (en) * 2013-01-28 2014-07-31 Alcatel-Lucent Usa, Inc. Cooling technique
US20150122009A1 (en) * 2013-11-05 2015-05-07 Amphenol Thermometrics, Inc. Systems and methods for temperature compensated flow sensing
CN106879227A (zh) * 2017-01-23 2017-06-20 西安电子科技大学 一种微通道换热器及流动换热实验装置
CN107679294A (zh) * 2017-09-18 2018-02-09 西安交通大学 一种多通道板式换热器进出口设计方法
CN207123505U (zh) * 2017-09-19 2018-03-20 中国核动力研究设计院 扩散焊紧凑板换热器换热表面局部流动传热特性测量装置
US20210262744A1 (en) * 2020-02-20 2021-08-26 Carrier Corporation Multiport fluid distributor and microchannel heat exchanger having the same
CN114646152A (zh) * 2020-12-18 2022-06-21 广东美的制冷设备有限公司 换热器及空调
CN113145037A (zh) * 2021-04-08 2021-07-23 复旦大学 一种微流体分布器及多通道并行放大的流体均匀分布方法
CN215850643U (zh) * 2021-05-31 2022-02-18 吉林大学 一种应用于二氧化碳汽车空调中用于均匀流量的导流装置
CN113884418A (zh) * 2021-09-01 2022-01-04 中国核电工程有限公司 安全壳内气溶胶在微通道滞留的实验研究系统及方法
CN114034350A (zh) * 2021-10-22 2022-02-11 湖南大学 一种换热器流量分配的监测方法、系统及存储介质
CN115048861A (zh) * 2022-06-06 2022-09-13 中国人民解放军海军工程大学 3d芯片嵌入式液冷通道流量的智能化分配方法及系统

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LIU, YC；WANG, SF: "Distribution of gas-liquid two-phase slug flow in parallel micro-channels with different branch spacing", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER》 *
唐佳 等: "蚀刻后折角圆弧对折线微通道内流动换热特性的影响分析", 《原子能科学技术》 *
曹侃等: "D型集流管式微通道气冷器流量分配性能数值模拟", 《低温工程》 *
池帮杰;代苏苏;鲁进利;韩亚芳;: "集流管结构对微通道蒸发器流量分配均匀性影响" *
马爽,李洪伟: "矩形并联微通道中流量分配与流动沸腾传热特性实验研究", 《东北电力大学学报》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115790247A (zh) * 2023-01-06 2023-03-14 中国核动力研究设计院 均流部件及换热装置
CN116558328A (zh) * 2023-07-10 2023-08-08 中国核动力研究设计院 一种微通道换热器及其制造方法
CN116558328B (zh) * 2023-07-10 2023-09-01 中国核动力研究设计院 一种微通道换热器及其制造方法
CN117968986A (zh) * 2024-04-01 2024-05-03 中国核动力研究设计院 双向定位微通道换热器异常流道检测装置及检测方法
CN117968986B (zh) * 2024-04-01 2024-06-11 中国核动力研究设计院 双向定位微通道换热器异常流道检测装置及检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115575156B (zh) 2023-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115575156B (zh) 一种研究微通道换热器流量分配特性的实验装置
CN102062549B (zh) 扁管热交换器
CN210321342U (zh) 一种复合导流结构印刷电路板换热器
CN111059934A (zh) 一种复合结构印刷电路板式换热器芯体
CN109163586B (zh) 一种螺旋流道印刷电路板换热器
CN115388687A (zh) 换热装置及布雷顿循环系统
CN107643011A (zh) 一种D形截面Zig‑Zag通道紧凑式换热器
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
CN113834354B (zh) 一种三维均混流换热器芯体及换热器
CN108801008B (zh) 一种横向连通结构印刷电路板式换热器芯体
Yao et al. An investigation on application potentiality of microstructure heat sinks with different flow topological morphology
CN213304112U (zh) 一种基于多孔介质的微通道散热器
CN102313401B (zh) 微通道换热器
CN115292855B (zh) 一种换热器的设计方法及换热器
CN115307464A (zh) 一种印刷板式换热器芯体及换热器
CN115218710A (zh) 一种换热部件、换热芯体和换热装置
CN114963816A (zh) 一种微细波纹板式热交换器
CN112857114A (zh) 一种变截面加丁胞结构微通道换热器芯体
CN201964802U (zh) 扁管热交换器
CN107192284B (zh) 一种紧凑式换热装置
CN102116545A (zh) 一种微通道换热器
CN116642353B (zh) 一种集流结构、换热芯体和换热器
CN215725352U (zh) 一种歧管式换热器
CN218270328U (zh) 一种带有鲨鱼盾鳞仿生肋条的微通道散热器
CN109801887B (zh) 分形微通道换热器

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant