CN114719661B - 一种可自动横向扫描流体的强化传热元件 - Google Patents

一种可自动横向扫描流体的强化传热元件 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可自动横向扫描流体的强化传热元件，包含强化传热元件壳体、第一分隔体和第二分隔体，强化传热元件壳体的一端设置有流体进口，强化传热元件壳体的另一端设置有第一流体出口和第二流体出口，第一分隔体和第二分隔体固定在强化传热元件壳体内将强化传热壳体的部分内腔沿流体流动方向分成第一侧面流道、中间流道和第二侧面流道，第一分隔体和第二分隔体上还开有扰动流道。本发明通过简单的结构设计，使流体自动摆动从而消除了换热表面的附面层，从而得到了强化传热的效果。

Description

一种可自动横向扫描流体的强化传热元件
技术领域
本发明涉及一种传热元件，特别是一种可自动横向扫描流体的强化传热元件，属于热交换技术领域。
背景技术
在冲击换热过程中，温度交底的流体冲击到高温物体表面时会带走物体表面的热量从而起到冷却高温部件的作用。然而对于传统的简单孔靶结构的稳态射流冲击换热，射流在到达靶面时，在靶面附近会由于流体的稳定流动形成稳定的流动边界层和热边界层，而这种稳定的边界层会降低冲击换热的效果。
因此有必要设计一种全新的传热元件，以打破稳定射流的流动边界层和热边界层，提高冲击换热的效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可自动横向扫描流体的强化传热元件，打破稳定射流的流动边界层和热边界层，提高冲击换热的效果。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种可自动横向扫描流体的强化传热元件，其特征在于：包含强化传热元件壳体、第一分隔体和第二分隔体，强化传热元件壳体的一端设置有流体进口，强化传热元件壳体的另一端设置有第一流体出口和第二流体出口，第一分隔体和第二分隔体固定在强化传热元件壳体内将强化传热壳体的部分内腔沿流体流动方向分成第一侧面流道、中间流道和第二侧面流道，第一分隔体和第二分隔体上还开有扰动流道。
进一步地，所述强化传热元件壳体为管状结构，流体沿着强化传热元件的轴向从流体进口向第一流体出口和第二流体出口流动。
进一步地，所述流体进口的截面小于强化传热元件壳体主体部分的截面，流体进口与强化传热元件壳体主体部分通过渐扩管过渡连接。
进一步地，所述第一流体出口和第二流体出口对称分布在强化传热元件壳体的另一端，第一流体出口和第二流体出口均为向两侧扩张的喇叭口结构。
进一步地，所述第一分隔体和第二分隔体对称设置在强化传热元件壳体内两侧，第一侧面流道位置与第一流体出口对应，第二侧面流道位置与第二流体出口对应，中间流道与第一流体出口与第二流体出口之间的强化传热元件壳体的端面板位置对应。
进一步地，所述第一分隔体和第二分隔体靠近第一流体出口和第二流体出口设置并且第一分隔体和第二分隔体与第一流体出口和第二流体出口之间留有间隙。
进一步地，所述第一分隔体和第二分隔体靠近流体进口的一端设置有三角形导流结构。
进一步地，所述第一分隔体和第二分隔体靠近第一流体出口和第二流体出口的一端设置有倾斜面导流结构，并且倾斜面导流结构的斜面向强化传热元件壳体的两侧倾斜。
进一步地，所述扰动流道贯穿第一分隔体或第二分隔体的两侧侧面，扰动流道倾斜于强化传热元件壳体的轴向设置，并且扰动流道沿着流体流向向强化传热元件壳体的中间倾斜。
进一步地，所述第一分隔体和第二分隔体上的扰动流道一一对应且对称分布。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
1、本发明的可自动横向扫描流体的强化传热元件，流体进入换热元件后分为三股，其中第一侧面流道和第二侧面流道的流体会通过第一分隔体和第二分隔体上的扰动流道分别进入中间流道内，由于流体流动不确定性，引起中间流道内流体的左右摆动，进而引起第一侧面流道和第二侧面流道在流道出口处形成左右摆动，流体摆动产生非稳态的射流运动，这种来回的流体运动会削弱近靶面处的射流的流动边界层和热边界层，从而起到强化换热的作用，本发明相比于常规换热元件的传热系数提高了20-30%；
2、本发明结构简单，仅仅通过两个分隔体即实现了在传热元件内形成左右摆动的流体，而无需设置额外的扰流管道，更无需复杂的外部连接管道结构配合，大大降低了传热元件的成本，便于推广应用。
附图说明
图1是本发明的一种可自动横向扫描流体的强化传热元件的示意图。
图2是本发明的一种可自动横向扫描流体的强化传热元件的剖视图。
图3是本发明的一种可自动横向扫描流体的强化传热元件的使用状态图。
具体实施方式
为了详细阐述本发明为达到预定技术目的而所采取的技术方案，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晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例，并且，在不付出创造性劳动的前提下，本发明的实施例中的技术手段或技术特征可以替换，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1和图2所示，本发明的一种可自动横向扫描流体的强化传热元件，包含强化传热元件壳体1、第一分隔体2和第二分隔体3，强化传热元件壳体1的一端设置有流体进口4，强化传热元件壳体1的另一端设置有第一流体出口5和第二流体出口6，第一分隔体2和第二分隔体3固定在强化传热元件壳体1内将强化传热壳体1的部分内腔沿流体流动方向分成第一侧面流道7、中间流道8和第二侧面流道9，第一分隔体2和第二分隔体3上还开有扰动流道10。
具体地，强化传热元件壳体1为管状结构，本实施例中采用了截面为矩形的方管结构，当然也可以根据实际需要采用圆形或者其他截面形状的管体结构。流体沿着强化传热元件壳体1的轴向从流体进口4向第一流体出口5和第二流体出口6流动。
流体进口4的截面小于强化传热元件壳体1主体部分的截面，流体进口4与强化传热元件壳体1主体部分通过渐扩管11过渡连接。流体从流体进口4进入到强化传热元件壳体1内，并在渐扩管11中逐渐分布到整个强化传热元件壳体1的内腔中，然后经过第一分隔体2和第三分隔体3后被分成三股。
第一流体出口5和第二流体出口6对称分布在强化传热元件壳体1的另一端，对称结构保证第一侧面流道7和第二侧面流道9中的流体通过扰动流道10进入到中间流道8的概率相同。第一流体出口5和第二流体出口6均为向两侧扩张的喇叭口结构，是流体从流体出口出来后呈一定角度扇形散射。
第一分隔体2和第二分隔体3对称设置在强化传热元件壳体1内两侧，具体地，强化传热元件壳体1的上侧面和下侧面上开有与第一分隔体2和第三分隔体3匹配的通孔，第一分隔体2和第二分隔体3的上端和下端分别插在强化传热元件壳体1的上侧面和下侧面的通孔内并固定。第一侧面流道7位置与第一流体出口5对应，第二侧面流道9位置与第二流体出口6对应，中间流道8与第一流体出口5与第二流体出口6之间的强化传热元件壳体1的端面板位置对应。三股流体中，第一侧面流道7的流体直接从第一流体出口5流出，第二侧面流道9的流体直接从第二流体出口6流出，中间流道8的流体则间隔性地从第一流体出口5和第二流体出口6流出。
第一分隔体2和第二分隔体3靠近第一流体出口5和第二流体出口6设置并且第一分隔体2和第二分隔体3与第一流体出口5和第二流体出口6之间留有间隙，从而使中间流道8的流体能够间隔性地沿着间隙从第一流体出口5和第二流体出口6流出。
第一分隔体2和第二分隔体3靠近流体进口4的一端设置有三角形导流结构12，三角形导流结构将流体分别导流至第一侧面流道7、中间流道8和第二侧面流道9中。第一分隔体2和第二分隔体3靠近第一流体出口5和第二流体出口6的一端设置有倾斜面导流结构13，并且倾斜面导流结构13的斜面向强化传热元件壳体1的两侧倾斜，方便中间流道8的流体则间隔性地从第一流体出口5和第二流体出口6流出。
扰动流道10贯穿第一分隔体2或第二分隔体3的两侧侧面，扰动流道10倾斜于强化传热元件壳体1的轴向设置，并且扰动流道10沿着流体流向向强化传热元件壳体1的中间倾斜。倾斜设置的扰动流道10能够便于第一侧面流道7和第二侧面流道9的流体流动至中间流道8内。第一分隔体2和第二分隔体3上的扰动流道10一一对应且对称分布。本实施例中，将第一分隔体2和第二分隔体3分别采用两块式的拼接结构，两块拼接结构固定在强化传热元件壳体1内后，拼接结构之间的间隙即形成扰动流道10。
如图3所示，本发明的一种可自动横向扫描流体的强化传热元件的工作原理为：流体进入换热元件后分为三股，其中第一侧面流道和第二侧面流道的流体会通过第一分隔体和第二分隔体上的扰动流道分别进入中间流道内，由于流体流动不确定性，引起中间流道内流体的左右摆动，进而引起第一侧面流道和第二侧面流道在流道出口处形成左右摆动，流体摆动产生非稳态的射流运动，这种来回的流体运动会削弱近靶面处的射流的流动边界层和热边界层，从而起到强化换热的作用，本发明相比于常规换热元件的传热系数提高了20-30%。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可自动横向扫描流体的强化传热元件，其特征在于：包含强化传热元件壳体、第一分隔体和第二分隔体，强化传热元件壳体的一端设置有流体进口，强化传热元件壳体的另一端设置有第一流体出口和第二流体出口，第一分隔体和第二分隔体固定在强化传热元件壳体内将强化传热壳体的部分内腔沿流体流动方向分成第一侧面流道、中间流道和第二侧面流道，第一分隔体和第二分隔体上还开有扰动流道；所述第一分隔体和第二分隔体对称设置在强化传热元件壳体内两侧，第一侧面流道位置与第一流体出口对应，第二侧面流道位置与第二流体出口对应，中间流道与第一流体出口与第二流体出口之间的强化传热元件壳体的端面板位置对应；所述扰动流道贯穿第一分隔体或第二分隔体的两侧侧面，扰动流道倾斜于强化传热元件壳体的轴向设置，并且扰动流道沿着流体流向向强化传热元件壳体的中间倾斜。
2.根据权利要求1所述的一种可自动横向扫描流体的强化传热元件，其特征在于：所述强化传热元件壳体为管状结构，流体沿着强化传热元件的轴向从流体进口向第一流体出口和第二流体出口流动。
3.根据权利要求2所述的一种可自动横向扫描流体的强化传热元件，其特征在于：所述流体进口的截面小于强化传热元件壳体主体部分的截面，流体进口与强化传热元件壳体主体部分通过渐扩管过渡连接。
4.根据权利要求2所述的一种可自动横向扫描流体的强化传热元件，其特征在于：所述第一流体出口和第二流体出口对称分布在强化传热元件壳体的另一端，第一流体出口和第二流体出口均为向两侧扩张的喇叭口结构。
5.根据权利要求1所述的一种可自动横向扫描流体的强化传热元件，其特征在于：所述第一分隔体和第二分隔体靠近第一流体出口和第二流体出口设置并且第一分隔体和第二分隔体与第一流体出口和第二流体出口之间留有间隙。
6.根据权利要求1所述的一种可自动横向扫描流体的强化传热元件，其特征在于：所述第一分隔体和第二分隔体靠近流体进口的一端设置有三角形导流结构。
7.根据权利要求1所述的一种可自动横向扫描流体的强化传热元件，其特征在于：所述第一分隔体和第二分隔体靠近第一流体出口和第二流体出口的一端设置有倾斜面导流结构，并且倾斜面导流结构的斜面向强化传热元件壳体的两侧倾斜。
8.根据权利要求1所述的一种可自动横向扫描流体的强化传热元件，其特征在于：所述第一分隔体和第二分隔体上的扰动流道一一对应且对称分布。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1670462A (zh) * 2005-04-22 2005-09-21 北京工业大学 一种协同式强化换热表面
WO2017149208A1 (fr) * 2016-03-03 2017-09-08 Nemo Trevose Park Échangeur thermique pour fluide
CN107567247A (zh) * 2017-09-07 2018-01-09 太原理工大学 一种阵列射流、固液相变相耦合的电子器件散热方法
CN108955293A (zh) * 2018-08-20 2018-12-07 李茂华 新型多功能三维肋管换热冷凝补油器
CN208282666U (zh) * 2018-05-18 2018-12-25 汕头华兴冶金设备股份有限公司 铜冷却设备
DE102017008165A1 (de) * 2017-08-29 2019-02-28 Daimler Ag Kühler zum Kühlen wenigstens einer Komponente, insbesondere eines Kraftfahrzeugs

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1670462A (zh) * 2005-04-22 2005-09-21 北京工业大学 一种协同式强化换热表面
WO2017149208A1 (fr) * 2016-03-03 2017-09-08 Nemo Trevose Park Échangeur thermique pour fluide
DE102017008165A1 (de) * 2017-08-29 2019-02-28 Daimler Ag Kühler zum Kühlen wenigstens einer Komponente, insbesondere eines Kraftfahrzeugs
CN107567247A (zh) * 2017-09-07 2018-01-09 太原理工大学 一种阵列射流、固液相变相耦合的电子器件散热方法
CN208282666U (zh) * 2018-05-18 2018-12-25 汕头华兴冶金设备股份有限公司 铜冷却设备
CN108955293A (zh) * 2018-08-20 2018-12-07 李茂华 新型多功能三维肋管换热冷凝补油器

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