[發明專利]一種熱質交換強化結構及其設計方法

有效

• 申請號: 201610682012.6
• 申請日: 2016-08-17
• 公開（公告）號: CN106323078B
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 李平;張荻;謝永慧
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F28F13/02
• 分類號: F28F13/02;F28F13/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種熱質交換強化結構，包括流動控制結構母體(1)和流動通道(3)，流動控制結構母體(1)為凸起型結構，流動控制結構母體(1)設置在流動通道(3)內或外壁上；其特征在于：還包括自射流通道(2)；

流動控制結構母體(1)上貫穿布設連接來流主流與出口位置的自射流通道(2)；所述出口位置為分離渦或角渦的核心區與流動控制結構母體的交界，或者尾跡核心區與流動控制結構母體的交界。

2.根據權利要求1所述的一種熱質交換強化結構，其特征在于：流動控制結構母體(1)的凸起型結構為球凸、針肋、柱肋、梯形肋、擾流塊中的一種。

3.根據權利要求1所述的一種熱質交換強化結構，其特征在于：自射流通道(2)的通道類型為均勻橫截面積的直通道或非均勻橫截面積的非直通道。

4.根據權利要求1所述的一種熱質交換強化結構，其特征在于：自射流通道(2)內部兩側壁面為光滑壁面或布設有流動控制結構。

5.根據權利要求4所述的一種熱質交換強化結構，其特征在于：自射流通道(2)內部兩側壁面布設的流動控制結構包括主動控制結構和被動控制結構。

6.根據權利要求1所述的一種熱質交換強化結構，其特征在于：自射流通道(2)開設方向與主流方向一致或與主流方向成一定夾角α，0<α≤42.5°。

7.根據權利要求1所述的一種熱質交換強化結構，其特征在于：自射流通道(2)為一條通道居中布設或多條通道相對于流向中線對稱布設。

8.根據權利要求1所述的一種熱質交換強化結構，其特征在于：自射流通道(2)的寬度D與流動控制結構母體(1)對主流的迎風面寬度D_f滿足D/D_f＝0.03-0.38。

9.根據權利要求1至8中任意一項所述的一種熱質交換強化結構的設計方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)首先選擇凸起型流動控制結構母體的類型；

(2)然后，分析布置凸起型流動控制結構母體情況下流場的流動結構，捕捉流場內在凸起型流動控制結構母體附近處流動的分離起始位置和再附位置，并獲得尾跡區域的范圍，以及尾跡的強度分布，同時得到表面傳熱傳質系數分布圖；

(3)接下來設計自射流通道：根據步驟(2)獲得的流動分離位置、尾跡區域及強度分布，繪制尾跡流動強度圖，提取該圖中尾跡核心區與流動控制結構母體的交界，并將該交界定位為射流通道的出口位置；而對于部分流動控制結構母體繞流或與通道邊界相接位置出現分離渦或者角渦的情況，同樣采取上述方式，也將分離渦或角渦的核心區與流動控制結構母體的交界定位為射流通道的出口位置；然后，將主流核心區與流動控制結構母體的交界定位為射流通道的進口位置區域；最后，以上述進口位置及出口位置貫穿整個流動控制結構母體形成自射流通道。