CN217979978U - 一种带有轴向变截面流线肋型结构的换热板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带有轴向变截面流线肋型结构的换热板，属于换热器技术领域。所述换热板包括基板以及沿流体流动方向逐列设置在基板表面的若干流线型肋片；该流线型肋片在轴向截面上进行中心收缩，使其在轴向截面上实现变截面的结构。本实用新型通过对肋片前缘进行内缩的处理，减少了来流对肋片的垂直撞击，减小了该流动滞止区域的大小，以改善该区域局部阻力较大的现象，降低整体流道的压降损失；同时，轴向截面的内缩结构，可以增加上下基板表面的换热面积，提升整体流道的换热能力。
Description
技术领域
本实用新型属于换热器技术领域，具体涉及一种用于印刷电路板换热器的带有轴向变截面流线肋型结构的换热板。
背景技术
印刷电路板换热器是一种含细微通道的高效紧凑式换热器，其具有耐高温（700℃）、耐高压（50 MPa）、高效（高达98%）、高紧凑度（传统管壳式换热器的1/5）等的优点，广泛应用于超临界二氧化碳发电系统、第四代核能发电系统和太阳能发电系统等。其采用化学蚀刻、激光蚀刻或者机加工等的方式在换热板表面加工出多个微小流道，利用真空扩散焊接的技术将换热板组合在一起，得到换热芯体。常用的微通道结构型式为直通道、之字形通道、和翼型通道。相对于直通道，之字形通道可以显著提高换热性能但同时导致了较高的流动阻力。翼型通道可以在保证高换热性能的前提下，大幅降低流动阻力，因此得到了广泛的关注和应用。但是对于常规翼型肋片，来流会垂直撞击翼型肋片前缘，在肋片前缘附近区域形成流动滞止区，导致较大的局部阻力，进而影响换热器的整体性能。
实用新型内容
针对上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种带有轴向变截面流线肋型结构的换热板，该结构能够减少流动滞止区范围，改善该区域流动阻力较大的现象；同时，还可以增加上下基板表面的换热面积，提升换热器换热能力。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种换热板，包括基板，以及沿流体流动方向逐列设置在基板表面的若干流线型肋片；
所述流线型肋片的横截面呈对称翼型结构，包括前缘、后缘、上弧线和下弧线，前缘和后缘之间的连线为中弧线，所述上弧线和下弧线关于所述中弧线上下对称；
所述流线型肋片的横向截面以中弧线形成的横向截面为最大截面，在纵轴上逐渐收缩。
进一步地，所述横向截面在纵轴上进行中心收缩，所述中心收缩的中心点为最大截面中前缘和后缘连线的中点。
进一步地，所述上弧线形成的横向截面面积为最大截面面积的40%~80%，所述下弧线形成的横向截面面积为最大截面面积的40%~80%。
更进一步地，所述上弧线形成的横向截面面积与下弧线形成的横向截面面积相同。
进一步地，所述上弧线与中弧线在前缘处形成的夹角小于90°，所述下弧线与中弧线在前缘处形成的夹角小于90°。
具体地，所述流线型肋片可采用机加工或者3D打印的方法成型，再通过扩散焊的方法设置在基板表面。
本实用新型通过对传统的流线型肋片在轴向截面上进行中心收缩，使其在轴向截面上实现变截面的结构。通过对肋片前缘进行内缩的处理，减少了来流对肋片的垂直撞击，减小了该流动滞止区域的大小，以改善该区域局部阻力较大的现象，降低整体流道的压降损失。同时，轴向截面的内凹结构，可以增加上下基板表面的换热面积，提升整体流道的换热能力。
附图说明
图1为本实用新型流线型肋片的示意图。
图2为本实用新型换热板的结构示意图。
图3为本实用新型流线型肋片与传统流线型肋片的流动阻力性能对比结果。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施实例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明。
实施例1
如图1和图2所示，本实用新型提供了一种轴向变截面流线肋型结构的换热板，包括基板，以及沿流体流动方向逐列设置在基板表面的若干流线型肋片。
所述流线型肋片的横截面呈对称翼型结构，包括前缘、后缘、上弧线和下弧线，前缘和后缘之间的连线为中弧线，所述上弧线和下弧线关于所述中弧线上下对称。所述流线型肋片的横向截面以中弧线形成的横向截面为最大截面，在纵轴上逐渐收缩。
本实用新型在已有的传统翼型肋片基础上，在轴向（图1中z方向）上通过对最大截面基准翼型结构进行中心收缩，形成在三维结构上轴向变截面的流线肋型结构。该结构的上表面和下表面为相同截面的结构，中心收缩的中心点为最大截面基准翼型前缘和后缘中心连线的中点（图1中C点）。
其中，所述变截面流线肋型结构在轴向上的最小截面为基准截面的40%~80%。图1为最小截面为基准截面50%示意图。
制作时，采用机加工或者3D打印的方法将肋片成型，再通过扩散焊的方法设置在基板上，图2为成型的换热板。随后将多个此类型换热板叠放在一起，通过真空扩散焊接的方式将叠放在一起的多个此类型换热板焊接成整体，得到印刷电路板换热器的换热芯体，最后在芯体两端焊接封头以形成完整的印刷电路板换热器。
在基准肋片尺寸及排列方式相同的情况下，对包含传统翼型、轴向变截面翼型的印刷电路板换热器进行了数值模拟，数值结果如图3所示。图3为两种肋片的流动阻力性能对比，可以看出，轴向变截面流线肋片结构的阻力因子相对于传统翼型肋片结构有所下降。
需要注意的是，以上描述只是本实用新型的示例而已，但本实用新型并不仅限于此，任何在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种换热板，包括基板，以及沿流体流动方向逐列设置在基板表面的若干流线型肋片；
所述流线型肋片的横截面呈对称翼型结构，包括前缘、后缘、上弧线和下弧线，前缘和后缘之间的连线为中弧线，所述上弧线和下弧线关于所述中弧线上下对称，其特征在于：
所述流线型肋片的横向截面以中弧线形成的横向截面为最大截面，在纵轴上逐渐收缩。
2.根据权利要求1所述的换热板，其特征在于：所述横向截面在纵轴上进行中心收缩，所述中心收缩的中心点为最大截面中前缘和后缘连线的中点。
3.根据权利要求1所述的换热板，其特征在于：所述上弧线形成的横向截面面积为最大截面面积的40%~80%，所述下弧线形成的横向截面面积为最大截面面积的40%~80%。
4.根据权利要求3所述的换热板，其特征在于：所述上弧线形成的横向截面面积与下弧线形成的横向截面面积相同。
5.根据权利要求1所述的换热板，其特征在于：所述上弧线与中弧线在前缘处形成的夹角小于90°，所述下弧线与中弧线在前缘处形成的夹角小于90°。
Priority Applications (1)
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2021
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