一种扰流肋和壁面耦合设计的波浪形散热结构

文档序号:40935509发布日期:2025-02-14 21:49阅读:43来源:国知局

本发明涉及电机散热器冷却,具体涉及一种扰流肋和壁面耦合设计的波浪形散热结构。


背景技术:

1、电机是能量转换的核心,现已运用于电车、无人机等工具上,现近最为常见的无刷电机主要有无刷无齿轮毂电机、无刷有齿轮毂电机等。电机在将电能转化为机械能时不可避免的会产生大量的热,若不能及时将这部分热量带走,电机的性能和使用寿命则会受到一定的影响。

2、目前,大部分散热器中散热片结构较为单一,壁面设计较少,换热能力有限。 因此,需要设计一种能通过耦合肋条和壁面来极大的强化壁面换热的冷却通道。


技术实现思路

1、1.所要解决的技术问题:现有大部分散热器中散热片结构较为单一,壁面设计较少,换热能力有限。

2、针对上述技术问题,本发明提供一种扰流肋和壁面耦合设计的波浪形散热结构。

3、2.技术方案:

4、一种扰流肋和壁面耦合设计的波浪形散热结构,包括冷却通道,所述冷却通道由顶壁、底壁和左右两个侧壁组成,顶壁和底壁相对的面为平行设置的水平面,两个侧壁相对的面为对称设置的竖直仿生波浪形面,顶壁和底壁上对称的设置有两个仿生波浪线的扰流肋,扰流肋的正弦波x轴和两个侧壁的对称中心线重合,且扰流肋的波峰(谷)和其中一个侧壁面的波峰(谷)的x轴位置重合,扰流肋的正弦波每个周期内均设有两个肋块,相邻的两个肋块之间设有间隔。

5、进一步地,所述扰流肋的正弦波周期数和侧壁面相同,周期数不低于6个。优选地为10个。

6、进一步地,所述扰流肋单个周期内的两个肋块的前端分别设置在35%~45%和80%~90%周期长度位置。

7、进一步地,所述扰流肋单个周期内的两个肋块之间的间隔大小为5%~50%的周期长度。优选地为20%。

8、进一步地,所述肋块的高度为10%~40%的最大通道宽度。

9、进一步地,所述扰流肋的波动振幅为10%~50%的最大通道宽度。

10、进一步地,所述冷却通道的高度和最大通道宽度相同,范围为12.7mm~25.4mm。

11、进一步地,所述仿生波浪形侧壁的振幅根据每一周期内所需的换热要求进行调节,其中振幅和通道高度的比值为0.05~0.4。

12、3.有益效果:

13、与现有技术对比,本发明提出的扰流肋和壁面耦合设计的波浪形散热结构,通过在散热器内部冷却通道上、下表面布置具有间断仿生波浪形扰流肋的冷却结构,并将侧壁面设计为波浪形来进一步增强换热效果。相比于连续波浪形肋,双间断具有由于豁口的增加,提高了对冷气的扰动作用,明显促进了带肋壁面间断区域冷气与主流的质量交换,明显提升了带肋壁面的换热性能,同时剧烈的质量传递使得流动损失略有提升。但间断的存在削弱了肋后回流涡的强度,综合换热性能明显改善。波浪形侧壁面的设计能进一步使冷气集中,强化冷气的扰动,且可通过调节不同周期的波动程度来增强通道的换热均匀性。



技术特征:

1.一种扰流肋和壁面耦合设计的波浪形散热结构,其特征在于,包括冷却通道,所述冷却通道由顶壁、底壁和左右两个侧壁组成,顶壁和底壁相对的面为平行设置的水平面,两个侧壁相对的面为对称设置的竖直仿生波浪形面,顶壁和底壁上对称的设置有两个仿生波浪线的扰流肋,扰流肋的正弦波x轴和两个侧壁的对称中心线重合,且扰流肋的波峰(谷)和其中一个侧壁面的波峰(谷)的x轴位置重合,扰流肋的正弦波每个周期内均设有两个肋块,相邻的两个肋块之间设有间隔。

2.根据权利要求1所述的一种扰流肋和壁面耦合设计的波浪形散热结构,其特征在于,所述扰流肋的正弦波周期数和侧壁面相同,周期数不低于6个。

3.根据权利要求1或2所述的一种扰流肋和壁面耦合设计的波浪形散热结构,其特征在于,所述扰流肋单个周期内的两个肋块的前端分别设置在35%~45%和80%~90%周期长度位置。

4.根据权利要求3所述的一种扰流肋和壁面耦合设计的波浪形散热结构,其特征在于,所述扰流肋单个周期内的两个肋块之间的间隔大小为5%~50%的周期长度。

5.根据权利要求4所述的一种扰流肋和壁面耦合设计的波浪形散热结构,其特征在于,所述肋块的高度为10%~40%的最大通道宽度。

6.根据权利要求5所述的一种扰流肋和壁面耦合设计的波浪形散热结构,其特征在于,所述扰流肋的波动振幅为10%~50%的最大通道宽度。

7.根据权利要求6所述的一种扰流肋和壁面耦合设计的波浪形散热结构,其特征在于,所述冷却通道的高度和最大通道宽度相同,范围为12.7mm~25.4mm。

8.根据权利要求7所述的一种扰流肋和壁面耦合设计的波浪形散热结构,其特征在于,所述仿生波浪形侧壁的振幅根据每一周期内所需的换热要求进行调节,其中振幅和通道高度的比值为0.05~0.4。


技术总结
本发明公开了一种扰流肋和壁面耦合设计的波浪形散热结构,包括冷却通道,所述冷却通道由顶壁、底壁和左右两个侧壁组成,顶壁和底壁相对的面为平行设置的水平面,两个侧壁相对的面为对称设置的竖直仿生波浪形面,顶壁和底壁上对称的设置有两个仿生波浪线的扰流肋,扰流肋的正弦波X轴和两个侧壁的对称中心线重合,且扰流肋的波峰(谷)和其中一个侧壁面的波峰(谷)的X轴位置重合,扰流肋的正弦波每个周期内均设有两个肋块,相邻的两个肋块之间设有间隔。相比于连续波浪形肋,双间断具有由于豁口的增加,提高了对冷气的扰动作用,明显促进了带肋壁面间断区域冷气与主流的质量交换,提升了带肋壁面的换热性能。

技术研发人员:孙秀巧,沙虹伟,汤熙
受保护的技术使用者:南京信息职业技术学院
技术研发日:
技术公布日:2025/2/13
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