CN116428903A - 一种角度翅片印刷电路板换热通道 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种角度翅片印刷电路板换热通道，印刷电路板换热器技术领域，包括通道本体；通道本体由蚀刻于金属板上的非连续型翅片组中的空间所构成；非连续型翅片组由沿流体流动方向间隔阵列设置的多个翅片列组成；各个翅片列均至少由两个翅片单元组成；沿流体流动方向从首个翅片列至预设个翅片列中的翅片单元为角度翅片；角度翅片的中心线与流体流动方向成一定的偏置夹角。通过前排的角度翅片设计，来增大后排来流的湍动程度，促进传热的同时还能抑制流动分离，使得流体在流动时不断受到角度翅片的阻挡，在角度翅片间频繁转弯，加强对流体的扰动，实现传热强化，进一步提升传热效果。

Description

一种角度翅片印刷电路板换热通道

技术领域

本申请涉及印刷电路板换热器技术领域，尤其涉及一种角度翅片印刷电路板换热通道。

背景技术

印刷电路板换热器(PCHE：Printed Circuit Heat Exchanger)是一种新型微通道板式换热器，其毫米级换热通道是采用光化学蚀刻技术在金属板上蚀刻出来的，PCHE具有高效紧凑、耐温耐压的优势，已广泛应用于海洋油气处理、浮式液化天然气装置，并在第四代核能领域、光热发电领域及氢能领域展现出了广阔应用前景。

PCHE的换热通道包括连续型翅片通道和非连续型翅片通道两类，连续型翅片通道形式有直通道、之字形通道和波形通道等，非连续型翅片通道形式有翼型翅片通道、菱形翅片通道和矩形翅片通道等。连续型翅片通道中流体的连续转弯可以促进传热，但转弯处的回流和涡旋会使得通道压降显著增加；非连续型翅片通道中翅片通常具有流线型外形并呈顺列布置，可以有效降低流动阻力。但非连续型翅片通道内扰动较差，为适应高热负荷设备的换热需要，有待进一步改进以提升传热效果。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的是提供一种角度翅片印刷电路板换热通道，以解决现有的非连续型翅片通道内扰动较差，为适应高热负荷设备的换热需要，有待进一步改进以提升传热效果的技术问题。

为达到上述技术目的，本申请提供了一种角度翅片印刷电路板换热通道，包括通道本体；

所述通道本体由蚀刻于金属板上的非连续型翅片组中的空间所构成；

所述非连续型翅片组由沿流体流动方向间隔阵列设置的多个翅片列组成；

各个所述翅片列均至少由两个翅片单元组成；

沿流体流动方向从首个所述翅片列至预设个所述翅片列中的所述翅片单元为角度翅片；

所述角度翅片的中心线与流体流动方向成一定的偏置夹角。

进一步地，所述偏置夹角为0°～30°。

进一步地，各个所述翅片单元均为沿自身中心线对称的对称型翅片。

进一步地，各列所述翅片列中的所述翅片单元均为角度翅片。

进一步地，多个所述翅片列为顺列布置。

进一步地，多个所述翅片列为沿垂直于流体流动方向的方向错列布置。

进一步地，相邻所述翅片列之间的错位距离小于沿流体流动方向之间的横向节距距离。

进一步地，沿流体流动方向的相邻所述角度翅片之间的偏置夹角相同或相反。

进一步地，沿垂直于流体流动方向的方向上的相邻所述角度翅片之间的偏置夹角相同或相反。

从以上技术方案可以看出，本申请所设计的角度翅片印刷电路板换热通道，具有如下有益效果：

1、其通道本体由蚀刻于金属板上的非连续型翅片组中的空间所构成，利用非连续型翅片沿流体流动方向不连续的特性，可以破坏边界层发展，有利于流体与壁面之间的传热。

2、将至少位于前排的翅片列中的翅片单元设计为角度翅片，这样位于前排的角度翅片也就相当于后排的翅片单元的涡发生器，可以增大后排来流的湍动程度，促进传热的同时还能抑制流动分离。

3、角度翅片的设计，可以使得流体在流动时不断受到角度翅片的阻挡，在角度翅片间频繁转弯，进而可以加强对流体的扰动，实现传热强化。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请中提供的一种角度翅片印刷电路板换热通道的非连续型翅片组的翅片单元第一排列情况示意图；

图2为本申请中提供的一种角度翅片印刷电路板换热通道的非连续型翅片组的翅片单元第二排列情况示意图；

图3为本申请中提供的一种角度翅片印刷电路板换热通道的非连续型翅片组的翅片单元第三排列情况示意图；

图4为本申请中提供的一种角度翅片印刷电路板换热通道的非连续型翅片组的翅片单元第四排列情况示意图；

图5为本申请中提供的一种角度翅片印刷电路板换热通道的非连续型翅片组的翅片单元第五排列情况示意图；

图6为本申请中提供的一种角度翅片印刷电路板换热通道的非连续型翅片组的翅片单元第六排列情况示意图；

图中：1、翅片列；11、翅片单元。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请实施例保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

本申请实施例公开了一种角度翅片印刷电路板换热通道。

请参阅图1，本申请实施例中提供的一种角度翅片印刷电路板换热通道的一个实施例包括：

通道本体，通道本体由蚀刻于金属板上的非连续型翅片组中的空间所构成。

非连续型翅片组由沿流体流动方向间隔阵列设置的多个翅片列1组成，各个翅片列1均至少由两个翅片单元11组成。利用非连续型翅片沿流体流动方向不连续的特性，可以破坏边界层发展，有利于流体与壁面之间的传热。

沿流体流动方向从首个翅片列1至预设个翅片列1中的翅片单元11为角度翅片；将至少位于前排的翅片列1中的翅片单元11设计为角度翅片，这样位于前排的角度翅片也就相当于后排的翅片单元11的涡发生器，可以增大后排来流的湍动程度，促进传热的同时还能抑制流动分离。

角度翅片的中心线与流体流动方向成一定的偏置夹角θ。角度翅片的设计，可以使得流体在流动时不断受到角度翅片的阻挡，在角度翅片间频繁转弯，进而可以加强对流体的扰动，实现传热强化。

以上为本申请实施例提供的一种角度翅片印刷电路板换热通道的实施例一，以下为本申请实施例提供的一种角度翅片印刷电路板换热通道的实施例二，具体请参阅图1至图6。

基于上述实施例一的方案：

进一步地，偏置夹角θ为0°～30°，具体不做限制。本申请中，偏置夹角θ大小可以根据需要进行变化设计，从而在兼顾强化传热和流动压降的要求同时，达到最佳流动传热性能。

进一步地，各个翅片单元11均为沿自身中心线对称的对称型翅片，也即是各翅片单元11优选均为对称型翅片。

进一步地，各列翅片列1中的翅片单元11均为角度翅片。可以理解的是，当预设个这一数值等于总的翅片列1数值时，也即是非连续型翅片组中的所有翅片单元11均为角度翅片，例如图1-图3、图5以及图6所示。当然，当预设个这一数值小于总的翅片列1数值时，亦可是角度翅片与非角度翅片的组合，例如图4所示，也即是前片预设个翅片列1中的翅片单元11为角度翅片，余下的翅片列1中的翅片单元11则为非角度翅片。

进一步地，多个翅片列1为顺列布置。可以理解的是，非连续型翅片组中的翅片列1为顺列布置，也即是如图1以及图3-图6所示。

进一步地，多个翅片列1为沿垂直于流体流动方向的方向错列布置。可以理解的是，非连续型翅片组中的翅片列1也可以为沿垂直于流体流动方向的方向错列布置，也即是如图4所示。垂直流向的错列布置的特点在于传热效果好，更好实现传热的强化。

进一步地，以前述的错列设置为例，具体的相邻翅片列1之间的错位距离d小于沿流体流动方向之间的横向节距距离w。可以理解的是，该错列设置也即是在顺列设置的基础上，将相邻翅片列1中的一个翅片列1平移一个错位距离d，该平移的错位距离d小于沿流体流动方向的相邻翅片列1之间的横向节距距离w。

进一步地，沿流体流动方向的相邻角度翅片之间的偏置夹角相同或相反。其偏置夹角相同情况如图1、图2以及图5所示，而偏置夹角相反的情况如图3以及图6所示。

进一步地，沿垂直于流体流动方向的方向上的相邻角度翅片之间的偏置夹角相同或相反。以偏置夹角相同情况如图1至图3所示，而偏置夹角相反的情况如图4至图6所示。

图1为本申请的非连续型翅片组的翅片单元11第一排列情况示意图，其各个翅片单元11均为角度翅片，且为顺列设置；沿流体流动方向的相邻角度翅片之间的偏置夹角相同，沿垂直于流体流动方向的方向上的相邻角度翅片之间的偏置夹角相同。

图2为本申请的非连续型翅片组的翅片单元11第二排列情况示意图，其各个翅片单元11均为角度翅片，且为错列设置；沿流体流动方向的相邻角度翅片之间的偏置夹角相同，沿垂直于流体流动方向的方向上的相邻角度翅片之间的偏置夹角相同。

图3为本申请的非连续型翅片组的翅片单元11第三排列情况示意图，其各个翅片单元11均为角度翅片，且为顺列设置；沿流体流动方向的相邻角度翅片之间的偏置夹角相反，沿垂直于流体流动方向的方向上的相邻角度翅片之间的偏置夹角相同。

图4为本申请的非连续型翅片组的翅片单元11第四排列情况示意图，其前排的翅片单元11为角度翅片，之后的翅片单元11为非角度翅片，为顺列设置；沿垂直于流体流动方向的方向上的相邻角度翅片之间的偏置夹角相反。

图5为本申请的非连续型翅片组的翅片单元11第五排列情况示意图，其各个翅片单元11均为角度翅片，且为顺列设置；沿流体流动方向的相邻角度翅片之间的偏置夹角相同，沿垂直于流体流动方向的方向上的相邻角度翅片之间的偏置夹角相反。

图6为本申请的非连续型翅片组的翅片单元11第六排列情况示意图，其各个翅片单元11均为角度翅片，且为顺列设置；沿流体流动方向的相邻角度翅片之间的偏置夹角相反，沿垂直于流体流动方向的方向上的相邻角度翅片之间的偏置夹角相反。

除上述公开的排列情况，本领域技术人员可以以上述为基础做适当的变化调整，不做限制。

本申请设计角度翅片的目的在于强化传热，强化传热机理为基于涡发生器原理，增大后排的翅片单元11来流的湍动程度，充分利用流体法向冲击翅片单元11及尾迹区横向掺混的效果来增强传热能力。

以上对本申请所提供的一种角度翅片印刷电路板换热通道进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本申请实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (9)

1.一种角度翅片印刷电路板换热通道，其特征在于，包括通道本体；

所述通道本体由蚀刻于金属板上的非连续型翅片组中的空间所构成；

所述非连续型翅片组由沿流体流动方向间隔阵列设置的多个翅片列(1)组成；

各个所述翅片列(1)均至少由两个翅片单元(11)组成；

沿流体流动方向从首个所述翅片列(1)至预设个所述翅片列(1)中的所述翅片单元(11)为角度翅片；

所述角度翅片的中心线与流体流动方向成一定的偏置夹角。

2.根据权利要求1所述的一种角度翅片印刷电路板换热通道，其特征在于，所述偏置夹角为0°～30°。

3.根据权利要求1所述的一种角度翅片印刷电路板换热通道，其特征在于，各个所述翅片单元(11)均为沿自身中心线对称的对称型翅片。

4.根据权利要求3所述的一种角度翅片印刷电路板换热通道，其特征在于，各列所述翅片列(1)中的所述翅片单元(11)均为角度翅片。

5.根据权利要求3所述的一种角度翅片印刷电路板换热通道，其特征在于，多个所述翅片列(1)为顺列布置。

6.根据权利要求1所述的一种角度翅片印刷电路板换热通道，其特征在于，多个所述翅片列(1)为沿垂直于流体流动方向的方向错列布置。

7.根据权利要求6所述的一种角度翅片印刷电路板换热通道，其特征在于，相邻所述翅片列(1)之间的错位距离小于沿流体流动方向之间的横向节距距离。

8.根据权利要求1所述的一种角度翅片印刷电路板换热通道，其特征在于，沿流体流动方向的相邻所述角度翅片之间的偏置夹角相同或相反。

9.根据权利要求1所述的一种角度翅片印刷电路板换热通道，其特征在于，沿垂直于流体流动方向的方向上的相邻所述角度翅片之间的偏置夹角相同或相反。

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