[發明專利]一種梯形波紋與異形環管結構復合翅片

有效

• 申請號: 201811630616.1
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109737791B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 李明佳;湯松臻;蘇愷之;曹鋒;陶文銓
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F28F1/12
• 分類號: F28F1/12
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

本發明涉及一種梯形波紋與異形環管結構復合翅片，包括翅片基體、換熱管孔、梯形波紋、異形環管結構和導流槽結構。翅片基體為平直翅片，異形環管結構的頂部折面為等腰梯形結構，在靠近換熱管孔一側為圓錐面，在遠離換熱管孔的一側為多段傾斜折面或曲面；在管孔連線方向上，通過梯形波紋將異形環管結構相連接；導流槽結構位于異形環管凸起結構上位于換熱管孔前側和后側的部分。優點是：換熱效率高、成本低；本發明對梯形波紋的尺寸進行了優化設計，有效地加強了流道中流體的擾動，顯著提升了翅片的換熱能力。

技術領域

本發明屬于強化換熱技術領域，特別涉及一種梯形波紋與異形環管結構復合翅片。

背景技術

翅片管換熱器在空調器、暖通設備、制冷裝置等中有著廣泛的應用,我國對換熱器的需求持續穩定增長。翅片管換熱器的熱阻主要集中于管外的空氣側，管外熱阻可以占到總熱阻的80％～90％，優化翅片結構可以有效改善換熱器的傳熱性能。

換熱器翅片形式多樣，其中連續翅片有平直翅片、波紋翅片，間斷翅片有百葉窗翅片、開縫翅片等。這些翅片大大增加了換熱器空氣側的換熱面積，同時增強了對流體的擾動，凸起和狹縫等局部復雜結構能夠打斷了邊界層的發展，減薄邊界層，從而強化換熱。但開縫結構往往導致翅片間的通流間隙減小，從而使得翅片在結霜工況下容易被霜層堵塞，從而降低翅片在結霜工況下的換熱能力。同時復雜的翅片結構往往造成流動阻力增加較大。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種梯形波紋與異形環管結構復合翅片，考慮流動阻力的影響，盡量在不開窗和不開縫的條件下改進翅片的結構，從而降低結霜問題對翅片換熱能力的影響，在對流動阻力影響較小的條件下有效提高翅片的換熱能力，既減小了換熱管尾渦，又增加了主流擾動。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種梯形波紋與異形環管結構復合翅片，包括翅片基體1，翅片基體1上有若干換熱管孔2，繞每個換熱管孔2設置有異形環管結構4，相鄰異形環管結構4之間以梯形波紋3連接。

所述翅片基體1為平直的片狀結構，所述換熱管孔2位于翅片基體1的寬度方向對稱線上。

每個所述異形環管結構4關于相應的換熱管孔2的中心對稱。

每個所述異形環管結構4上開有沿翅片基體1寬度方向的導流槽結構5，將每個所述異形環管結構4均分為兩部分。

所述導流槽結構5位于異形環管結構4上位于換熱管孔2前側和后側的部分，導流槽結構5與異形環管結構4兩側的凸起結構以斜面連接，導流槽結構5的寬度為1.5-2.5mm。

所述梯形波紋3是指沿其所連接的兩個異形環管結構4的中垂線的截面為梯形。

所述梯形波紋3截面梯形的底角為10-20°，高度與翅片間距的比值為0.5-0.8，頂邊長度為1-3mm。

所述換熱管孔2中的換熱管管徑為7mm，換熱管孔2的孔距為21mm，所述翅片基體1厚度為0.09-0.11mm，寬度為21.65mm，換熱管軸向上相鄰兩層翅片的間距為1.2-1.6mm。

所述異形環管結構4的頂部折面為等腰梯形結構，梯形底角為10-20°，梯形頂邊寬度為1-2mm，梯形高度與翅片間距的比值為0.45-0.85。

所述異形環管結構4的內側面為圓錐面，圓錐面與換熱管共軸，錐面母線與換熱管孔2軸線的夾角為45°；異形環管結構4的外側面為多段傾斜折面，沿流線方向布置。

本發明梯形波紋與異形環管結構復合翅片與現有翅片相比，具有以下優點：

1)遠離換熱管孔的翅片外側主體上為平片結構，有效降低了流動阻力；