[發(fā)明專利]一種梯形波紋與異形環(huán)管結(jié)構(gòu)復(fù)合翅片

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811630616.1
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109737791B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李明佳;湯松臻;蘇愷之;曹鋒;陶文銓
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: F28F1/12
• 分類號: F28F1/12
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 段俊濤

本發(fā)明涉及一種梯形波紋與異形環(huán)管結(jié)構(gòu)復(fù)合翅片，包括翅片基體、換熱管孔、梯形波紋、異形環(huán)管結(jié)構(gòu)和導(dǎo)流槽結(jié)構(gòu)。翅片基體為平直翅片，異形環(huán)管結(jié)構(gòu)的頂部折面為等腰梯形結(jié)構(gòu)，在靠近換熱管孔一側(cè)為圓錐面，在遠(yuǎn)離換熱管孔的一側(cè)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(huán)管結(jié)構(gòu)相連接；導(dǎo)流槽結(jié)構(gòu)位于異形環(huán)管凸起結(jié)構(gòu)上位于換熱管孔前側(cè)和后側(cè)的部分。優(yōu)點是：換熱效率高、成本低；本發(fā)明對梯形波紋的尺寸進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，有效地加強(qiáng)了流道中流體的擾動，顯著提升了翅片的換熱能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于強(qiáng)化換熱技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種梯形波紋與異形環(huán)管結(jié)構(gòu)復(fù)合翅片。

背景技術(shù)

翅片管換熱器在空調(diào)器、暖通設(shè)備、制冷裝置等中有著廣泛的應(yīng)用,我國對換熱器的需求持續(xù)穩(wěn)定增長。翅片管換熱器的熱阻主要集中于管外的空氣側(cè)，管外熱阻可以占到總熱阻的80％～90％，優(yōu)化翅片結(jié)構(gòu)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(xù)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(cè)的換熱面積，同時增強(qiáng)了對流體的擾動，凸起和狹縫等局部復(fù)雜結(jié)構(gòu)能夠打斷了邊界層的發(fā)展，減薄邊界層，從而強(qiáng)化換熱。但開縫結(jié)構(gòu)往往導(dǎo)致翅片間的通流間隙減小，從而使得翅片在結(jié)霜工況下容易被霜層堵塞，從而降低翅片在結(jié)霜工況下的換熱能力。同時復(fù)雜的翅片結(jié)構(gòu)往往造成流動阻力增加較大。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種梯形波紋與異形環(huán)管結(jié)構(gòu)復(fù)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(jìn)翅片的結(jié)構(gòu)，從而降低結(jié)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(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種梯形波紋與異形環(huán)管結(jié)構(gòu)復(fù)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(shè)置有異形環(huán)管結(jié)構(gòu)4，相鄰異形環(huán)管結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，所述換熱管孔2位于翅片基體1的寬度方向?qū)ΨQ線上。

每個所述異形環(huán)管結(jié)構(gòu)4關(guān)于相應(yīng)的換熱管孔2的中心對稱。

每個所述異形環(huán)管結(jié)構(gòu)4上開有沿翅片基體1寬度方向的導(dǎo)流槽結(jié)構(gòu)5，將每個所述異形環(huán)管結(jié)構(gòu)4均分為兩部分。

所述導(dǎo)流槽結(jié)構(gòu)5位于異形環(huán)管結(jié)構(gòu)4上位于換熱管孔2前側(cè)和后側(cè)的部分，導(dǎo)流槽結(jié)構(gòu)5與異形環(huán)管結(jié)構(gòu)4兩側(cè)的凸起結(jié)構(gòu)以斜面連接，導(dǎo)流槽結(jié)構(gòu)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(huán)管結(jié)構(gòu)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(huán)管結(jié)構(gòu)4的頂部折面為等腰梯形結(jié)構(gòu)，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(huán)管結(jié)構(gòu)4的內(nèi)側(cè)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(huán)管結(jié)構(gòu)4的外側(cè)面為多段傾斜折面，沿流線方向布置。

本發(fā)明梯形波紋與異形環(huán)管結(jié)構(gòu)復(fù)合翅片與現(xiàn)有翅片相比，具有以下優(yōu)點：

1)遠(yuǎn)離換熱管孔的翅片外側(cè)主體上為平片結(jié)構(gòu)，有效降低了流動阻力；