一种热质交换强化结构及其设计方法与流程

文档序号:12588510阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种热质交换强化结构,其特征在于:包括流动控制结构母体(1)、自射流通道(2)和流动通道(3);

流动控制结构母体(1)为凸起型结构,流动控制结构母体(1)设置在流动通道(3)内或外壁上;

流动控制结构母体(1)上贯穿布设连接来流主流与出口位置的自射流通道(2);所述出口位置为分离涡或角涡的核心区与流动控制结构母体的交界,或者尾迹核心区与流动控制结构母体的交界。

2.根据权利要求1所述的一种热质交换强化结构,其特征在于:流动控制结构母体(1)的凸起型结构为球凸、针肋、柱肋、梯形肋、扰流块中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种热质交换强化结构,其特征在于:自射流通道(2)的通道类型为均匀横截面积的直通道或非均匀横截面积的非直通道。

4.根据权利要求1所述的一种热质交换强化结构,其特征在于:自射流通道(2)内部两侧壁面为光滑壁面或布设有流动控制结构。

5.根据权利要求4所述的一种热质交换强化结构,其特征在于:自射流通道(2)内部两侧壁面布设的流动控制结构包括主动控制结构和被动控制结构。

6.根据权利要求1所述的一种热质交换强化结构,其特征在于:自射流通道(2)开设方向与主流方向一致或与主流方向成一定夹角α,0<α≤42.5°。

7.根据权利要求1所述的一种热质交换强化结构,其特征在于:自射流通道(2)为一条通道居中布设或多条通道相对于流向中线对称布设。

8.根据权利要求1所述的一种热质交换强化结构,其特征在于:自射流通道(2)的宽度D与流动控制结构母体(1)对主流的迎风面宽度Df满足D/Df=0.03-0.38。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的一种热质交换强化结构的设计方法,其特征在于:包括以下步骤:

(1)首先选择凸起型流动控制结构母体的类型;

(2)然后,分析布置凸起型流动控制结构母体情况下流场的流动结构,捕捉流场内在凸起型流动控制结构母体附近处流动的分离起始位置和再附位置,并获得尾迹区域的范围,以及尾迹的强度分布,同时得到表面传热传质系数分布图;

(3)接下来设计自射流通道:根据步骤(2)获得的流动分离位置、尾迹区域及强度分布,绘制尾迹流动强度图,提取该图中尾迹核心区与流动控制结构母体的交界,并将该交界定位为射流通道的出口位置;而对于部分流动控制结构母体绕流或与通道边界相接位置出现分离涡或者角涡的情况,同样采取上述方式,也将分离涡或角涡的核心区与流动控制结构母体的交界定位为射流通道的出口位置;然后,将主流核心区与流动控制结构母体的交界定位为射流通道的进口位置区域;最后,以上述进出口位置贯穿整个流动控制结构母体形成自射流通道。

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