032]下面将对装有上述翅片结构的翅片式热交换器的工作情况予以说明:
[0033]流体沿管子(10)流动，流体通过翅片(20)形成的空间时即发生热交换。这里，流入此空间的流体当流经第一个短微肋(22a)时即发生第一次热交换，并在坡形微肋表面形成边界层，随后，流体离开短微肋(22a)，由于长微肋(22b)略高，流体沿着长微肋(22b)流动，同时在短微肋(22a)表面形成的边界层被反转，即原贴近基片(21)进行换热的一侧(内侧)被反转出来，而将上一坡形微型肋片(22)远离翅片(20)的一侧(外侧)反转至贴近基片(21)，外侧由于相对于内侧保存有较高的换热势能而使换热加强。以上边界层反转过程在流体流经下一对坡形微型肋片(22)时得到重复，从而流体不断受到扰动，增强换热效果，同时，由于每对坡形微型肋片(22)在基片(21)两侧交替设置，顺应了流体流动趋势，不产生旋流甚至回流，对其在流动过程中产生的阻碍作用很小。
[0034]在本实用新型中，在基片(21)上，两个相邻的换热管(11)之间设有一对或数对坡形微型肋片(22)，每对坡形微型肋片(22)短微肋(22a)和长微肋(22b)形成的开缝(23)长度称作间距，每两个相邻的换热管(11)之间坡形微型肋片(22)的对数以及每对坡形微型肋片(22)的间距可以相同或不同。在第一实施例中，每两个相邻的换热管(11)之间设有两对坡形微型肋片(22)，每对坡形微型肋片(22)的间距的间距均相同。
[0035]图5和图6是本实用新型的第二实施例和第三实施例，这两个实施例与第一实施例的差异在于:两个相邻的换热管(11)之间坡形微型肋片(22)对数增加，在基片(21)上密度增大。在第二实施中，两个相邻的换热管(11)之间有三对坡形微型肋片(22)。在第三实施中，两个相邻的换热管(11)之间有四对坡形微型肋片(22)。合理的设置两个相邻的换热管(11)之间坡形微型肋片(22)的对数有助于不断扰动流体，增强换热效果。
[0036]图7、图8是本实用新型的第四实施例和第五实施例，这两个实施例与前述实施例的差异在于:在基片(21)上，以流体流动方向的中心为界，流体流动上游的坡形微型肋片(22)的间距大于流体流动下游的坡形微型肋片(22)的间距；同时，在基片(21)上，以流体流动方向的中心为界，流体流动上游的坡形微型肋片(22)的对数小于流体流动下游的坡形微型肋片(22)的对数。在第四实施例中，流体流动上游两个相邻的换热管(11)之间有I对坡形微型肋片(22)，流体流动下游两个相邻的换热管(11)之间有2对坡形微型肋片(22) ο在第五实施例中，流体流动上游两个相邻的换热管(11)之间有2对坡形微型肋片
(22)，流体流动下游两个相邻的换热管(11)之间有4对坡形微型肋片(22)。
[0037]通过对平翅片的流动和传热进行数值模拟的结果表明:在翅片流体流动上游，速度场和温度场的协同性比较好，而在翅片流体流动下游，速度场和温度场的协同性比较差。本实用新型利用场协同原理对于开缝的布置进行了优化，结果表明在翅片流体下游，即在速度场和温度场协同情况比较差的地方开较多的缝，产生较多的坡形微肋能改善该区域的场协同情况，这就是第四实施例和第五实施例采用前疏后密的布置方式的原因。
[0038]图9是本实用新型的第六实施例，第六实施例与前述实施例的差异在于:所述的坡形微型肋片(22)在垂直于流体流动的方向上，靠近换热管(11)的部分呈弧形。第六实施例的特殊设置有助于均匀换热，提高换热效率。
[0039]由于第二、三、四、五、六优选实施例的工作机理与第一优选实施例相同，其详细说明从略。
[0040]需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，而不是对本实用新型技术方案的限定，任何对本实用新型技术特征所做的等同替换或相应改进，仍在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种边界层反转开缝翅片，包括基片(21)和开设在基片(21)上的坡形微型肋片(22)，坡形微型肋片(22) —端与基片(21)相连，一端翘离基片(21)，在基片(21)上形成开缝(23)，其特征在于:所述的坡形微型肋片(22)成对设置在基片(21)上，每对均由一个短微肋(22a)和一个长微肋(22b)组成，短微肋(22a)和长微肋(22b)在基片(21)同侧翘起且互相指向对方；长微肋(22b)在垂直于基片方向上的翘起高度大于短微肋(22a)在相同方向上的翘起高度；每对坡形微型肋片(22)中，短微肋(22a)位于流体流动上游，长微肋(22b)位于流体流动下游。
2.如权利要求1所述的边界层反转开缝翅片，其特征在于:每个坡形微型肋片(22)相对于基片(21)的翘起角度为0°?45°。
3.如权利要求1所述的边界层反转开缝翅片，其特征在于:在流体流动方向上，每对坡形微型肋片(22)交替的设置在基片(21)的两侧。
4.如权利要求1所述的边界层反转开缝翅片，其特征在于:在基片(21)上，两个相邻的换热管(11)之间设有一对或数对坡形微型肋片(22)。
5.如权利要求4所述的边界层反转开缝翅片，其特征在于:每对坡形微型肋片(22)短微肋(22a)和长微肋(22b)形成的开缝(23)长度称作间距，在基片(21)上，流体流动上游的坡形微型肋片(22)的间距大于流体流动下游的坡形微型肋片(22)的间距。
6.如权利要求4所述的边界层反转开缝翅片，其特征在于:在基片(21)上，流体流动上游的坡形微型肋片(22)的对数小于流体流动下游的坡形微型肋片(22)的对数。
7.如权利要求1所述的边界层反转开缝翅片，其特征在于:所述的坡形微型肋片(22)在垂直于流体流动的方向上，靠近换热管(11)的部分呈弧形。
【专利摘要】本实用新型涉及一种边界层反转开缝翅片，包括基片和坡形微型肋片，坡形微型肋片成对设置在基片上，每对均由一个短微肋和一个长微肋组成，短微肋和长微肋在基片同侧翘起且互相指向对方；长微肋在垂直于基片方向上的翘起高度大于短微肋的翘起高度；每对坡形微型肋片中，短微肋位于流体流动上游，长微肋位于流体流动下游。当流体从短微肋流到长微肋的时候，边界层会被反转，流体速度与温度梯度的协同程度改善，流体扰动增加，传热性能提高，减少了换热设备的体积，降低了产品成本。
【IPC分类】F28F1-32
【公开号】CN204612561
【申请号】CN201520272443
【发明人】信石玉, 高文金, 类歆, 周远喆
【申请人】中石化石油工程机械有限公司研究院
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月28日