[發明專利]智能化自適性翅片及翅片模塊和在太陽能無人機上的應用

有效

• 申請號: 202010136938.1
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111336854B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 汪輝;白俊強;張子健;楊體浩;馬曉平
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: F28F3/02
• 分類號: F28F3/02;F28F21/00;B64D33/10
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

1.一種智能化自適性翅片，所述翅片為板狀結構，翅片表面開有用于與散熱管道配合安裝的通孔和/或缺口；

其特征在于：

所述翅片在朝向冷卻來流的一側局部采用第一溫敏記憶材料，并在所述翅片在朝向冷卻來流的一側局部范圍內開有垂直于翅片邊緣的第一切口，當所述第一溫敏記憶材料自身溫度低于設定溫度時，所述第一溫敏記憶材料沿第一切口收縮，使翅片朝向冷卻來流的一側形成開口；

所述翅片在用于與散熱管道配合安裝的通孔和/或缺口周圍局部采用第二溫敏記憶材料，并在所述翅片在用于與散熱管道配合安裝的通孔和/或缺口周圍局部范圍內開有若干第二切口，當所述第二溫敏記憶材料的溫度梯度達到或大于設定梯度值時，所述第二溫敏記憶材料沿第二切口擠壓變形形成開縫，翅片一側氣流能夠經過開縫流入翅片另一側。

2.根據權利要求1所述一種智能化自適性翅片，其特征在于：在所述通孔和/或缺口周圍布置的切口方向垂直于冷卻來流方向。

3.根據權利要求1所述一種智能化自適性翅片，其特征在于：所述設定溫度比冷卻來流溫度高3K到6K。

4.根據權利要求1所述一種智能化自適性翅片，其特征在于：在通孔和/或缺口周圍局部的第二溫敏記憶材料中，當所述第二溫敏記憶材料的溫度梯度達到或大于2K/mm時，所述第二溫敏記憶材料沿第二切口擠壓變形形成開縫。

5.根據權利要求1所述一種智能化自適性翅片，其特征在于：采用若干周期性的翅片單元拼接而成。

6.根據權利要求1所述一種智能化自適性翅片，其特征在于：利用不同區域所需材料，采用3D打印方式制備得到。

7.基于權利要求1所述智能化自適性翅片的翅片模塊，其特征在于：包括智能化自適性翅片、散熱管道和翅片固定件；若干層翅片平行疊加布置并采用翅片固定件固定連接，且各層翅片通孔位置對齊，散熱管道安裝在翅片中的通孔中；相鄰層翅片具有間隔供冷卻來流通過。

8.根據權利要求7所述翅片模塊，其特征在于：相鄰層翅片之間間隔為0.8mm。

9.權利要求7所述翅片模塊在太陽能無人機中的應用方法，其特征在于：將翅片模塊裝配到太陽能無人機換熱器表面，并且調整翅片模塊安裝方向使其中翅片朝向冷卻來流的一側對準太陽能無人機的迎風方向；在太陽能無人機飛行時，相鄰兩層翅片間形成流動通道；當翅片的傳熱性能較好時，表現為散熱管道附近高溫區的溫度梯度較小，翅片朝向來流的部位溫度較高，此時翅片保持傳統扁平翅片結構；而當翅片的傳熱性能下降后，表現為散熱管道附近高溫區的溫度梯度較大，翅片朝向來流的部位溫度較底，接近來流溫度，此時翅片變形，在朝向來流的局部形成開口，并在散熱管道附近形成開縫，在開口區域，熱流量降低緩慢，壓降降低明顯，能夠提高整體傳熱性能，而在開縫區域熱流量明顯增加，也使整體傳熱性能得到提高。