一种排间距不同的连通孔翅片换热器的制造方法_2

文档序号:9808022阅读:来源:国知局
部分顶点5为平面,所述相邻的两个倾斜部分4的定点5相连,所述顶点5与管壁3相连。因为设置定点5为平面,因此使得倾斜部分4与管壁接触面积大,从而使得管壁和倾斜部分更充分更好的接触。使得安装更加容易,避免滑动。
[0033]作为优选,相邻的倾斜部分4以及管壁之间构成三角形中,倾斜部分4相对的内表面形成三角形的顶点,所述三角形的顶点位于管壁上。
[0034]图6中流体的流动方向是从左往右。但此处的左右只是说明流体沿着连通孔的流动方向,并不表示实际一定左右流动。
[0035]作为优选,所述等腰三角形底边中点到顶角的长度为L。
[0036]如图9所示,所述等腰三角形的顶角为B,如图6所示,沿着流体的流动方向,同一个倾斜部分4设置多个三角形连通孔6。作为优选,沿着流体的流动方向,同一个倾斜部分4设置多个连通孔6,沿着流体的流动方向,在底边长度保持不变的情况下,所述的连通孔顶角B越来越小。通过实验发现,通过连通孔顶角B的逐渐变小,与顶角B完全相同相比,可以保证换热效率的情况下,进一步降低流动阻力,能够大约降低7%左右的流动阻力。
[0037]作为优选,沿着流体的流动方向,顶角B变小的幅度越来越大。通过实验发现,顶角B变小的幅度越来越大,可以保证换热效率的情况下,进一步降低流动阻力,能够大约降低4%左右的流动阻力。
[0038]作为优选,沿着流体的流动方向,同一倾斜部分设置多排连通孔6,如图6和7所示,每排连通孔之间的距离为S2,所述S2是以相邻排的连通孔的底边为计算距离的。
[0039]作为优选,如图7所示,多排连通孔6为错列结构。
[0040]在实验中发现,连通孔的面积不能过大,过大的话会导致换热面积的损失,降低换热效率,过小的话,造成局部压力分配依然不均匀,同理,相邻管壁3的距离不能过大,过大会导致换热效率的降低,过小会导致流动阻力过大。根据实验发现,第一等腰三角形的顶角和第二等腰三角形的顶角为一定规律的变化,例如第二等腰三角形顶角变大,从而导致换热通道的小通道面积增加,相应的流动阻力变小,因此此时第二等腰三角形的流通面积就要变小,这样可以减少连通孔6的面积,同时保证流动阻力的情况下,提高换热效率。因此第一等腰三角形和第二等腰三角形顶角之间存在如下关系:
第一等腰三角形的顶角为B,第二等腰三角形的顶角为A,则满足如下公式: Sin(B)=a+b*sin(A/2) -c* sin(A/2)2;
其中a,b,c是参数,其中0.58〈a〈0.59,1.65〈b〈l.75,1.78〈c〈l.85;
50°〈A〈150°;30°〈B〈80°。
[0041 ]作为优选,a=0.5849,b=l.6953,c=l.8244;
80°〈A〈120°;50°〈B〈60°;
通过上述的公式,可以确定第一等腰三角形和第二等腰三角形顶角之间的最佳关系,在此关系下能够保证在满足流动阻力的情况下,达到最佳的换热效率。
[0042]作为优选,H=7_15mm。进一步作为优选,9〈H〈12mm。
[0043]作为优选,第一等腰三角形底边的长度为h,满足如下公式:
0.25〈d*(h/H)〈0.38;其中d是参数,0.5〈d〈l.8 ;
H是以相邻管壁相对的面之间的距离。
[0044]作为优选,0.8〈d〈1.2。
[0045]作为优选,随着顶角为A的增加,所述的d变小。
[0046]作为优选,随着H的增加,所述的d变小。
[0047]管壁的宽度为W,优选为7.4<ff/H<4.6,进一步优选,6.8<ff/H<5.6。
[0048]—通过上述的优化设计,可以进一步提高换热管的换热性能,同时降低流动阻力。
[0049]本发明是通过多个不同尺寸的换热管的上千次数值模拟以及试验数据,在满足工业要求承压情况下(1MPa以下),在实现最大换热量的情况下,总结出的最佳的扁平管管壁的尺寸优化关系。
[0050]对于连通孔尺寸沿着流体流动方向或者沿着从换热管横截面管壁的中间向侧壁2不断改变的情况下,也依然适用于上述公式,可以通过调整系数或者选择其他连通孔尺寸来满足。
[0051]作为优选,所述的同一排的相邻的等腰三角形连通孔的底边都在一条线上,同一排相邻的连通孔距离为SI,所述2.9 Xh〈Sl〈3.3 Xh,其中SI是以相邻两个等腰三角形连通孔的底边的中点的距离。优选为3.2Xh =S1。
[0052]作为优选,相邻排的连通孔的等腰三角形的底边互相平行,等腰三角形的顶点到底边中点的距离为L,相邻排的距离S2为3.8*L〈S2〈4.8*L。优选为S2 = 4.4*L
相邻排的等腰三角形的底边不同时,采取两条底边的加权平均数来计算。
[0053]作为优选,同一排的等腰三角形的夹角和底边完全相同。即形状完全相同,为相等形。
[0054]对于前面的公式,对于前后排尺寸不同的连通孔,也依然适用。
[0055]作为优选,翅片的壁厚为0.6-1.1mm;作为优选,0.8-1.0mm。
[0056]对于没有提到的具体尺寸参数,按照正常的换热器进行设计。
[0057]作为优选,如图2所示,在扁平管I的管壁3的外部设置翅片11。
[0058]作为优选,所述翅片为直板状,翅片的延伸方向沿着流体的流动方向,即如图2所示,沿着垂直于纸面的方向。
[0059]作为优选,沿着流体的流动方向,外部翅片11高度不断的增加,高度增加的幅度越来越大。通过增加翅片高度,从而增加翅片的换热面积。实验发现,通过如此设置,与翅片高度完全相同相比,可以提高大约5%的换热效率。
[0060]作为优选,如图5所示,沿着扁平管I横截面的中间向两侧,所述翅片11的高度不断减少。其中,位于扁平管I的中间位置,翅片的高度最高。
[0061]因为通过试验发现,扁平管在中部散热最多,从中部向两侧,散热逐渐变小,因此通过设置扁平管的外部翅片高度变化,这样使得扁平管的散热面积在中部最大,在两侧最小,使得中部散热能力最大,这样符合扁平管热量的散热规律,使得整体上扁平管散热均匀,避免扁平管局部温度过热,造成散热效果过差,造成扁平管寿命的缩短。
[0062]优选,所述换热流体是水。
[0063]作为优选,所述换热器包括进口管13和出口管14,所述进口管13设置在上集管8上,出口管14设置在下集管9上。作为优选,所述进口管13和出口管14设置在换热器的同一侧,例如,如图1所示都设置在换热器左侧。
[0064]作为优选,进口管13设置在上集管8的侧面的上部位置,出口管14设置在下集管9侧面的下部位置。
[0065]作为优选,不同的扁平管内的连通孔6的面积不同,随着距离进口管13的距离越远,所述的扁平管内的连通孔6的面积越大。通过如此设置,使得距离进口管13越近,则因为连通孔6的面积越小,则造成流体流动的阻力变大,从而使得流体向流动阻力小的换热管内流动,使得流体向着距离进口管13的距离越远位置的换热管内流动,从而使得流体分配均匀。
[0066]作为优选,随着距离进口管13的距离越远,例如图1中的管子a,b,c,d,e,f距离进口管13越来越远,所述的扁平管内的连通孔6的面积变大的幅度越来越高。通过实验发现,通过面积变大的幅度的增加,能够使得流体分配更加均匀。即管a连通孔6的面积〈管b连通孔6的面积〈管c连通孔6的面积〈管d连通孔6的面积……,依此类推。
[0067]距离进口管13最远处的换热管内的连通孔6的面积是距离进口管13最近处的换热管内的连通孔6的面积的1.4-1.6倍,优选为1.5倍。
[0068]作为优选,每根换热管内的连通孔6的数量相同。
[0069]作为优选,每个倾斜部分上的连通孔6的数量相同。一根扁平管的连通孔6的面积采用改扁平管上所有连通孔总面积来计算。
[0070]作为优选,不同的扁平管内的连通孔6的分布数量不同,随着距离进口管13的距离越远,所述的扁平管内的连通孔6的分布数量越来越多。通过如此设置,使得距离进口
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