一种片式散热器的制作方法

本发明涉及强化换热领域，尤其是涉及一种片式散热器。

背景技术：

1、随着我国电能需求增大，变压器容量不断扩大，内部发热量不断增加。片式散热器作为油浸式变压器的主流散热器，其散热性能越来越无法满足当前散热需要。涡流发生器作为一种常见被动式强化换热技术，在太阳能空气加热器、管翅式换热器等通道换热器设计中已得到广泛应用。

2、涡流发生器通过诱导二次流，主要是纵向涡，干扰或中断沿壁面边界层发展，增强近壁与通道中心流体混合，实现强化换热。而引入涡流发生器同样会带来压力损失。涡流发生器的流动换热特性与几何形状密切相关。传统三角翼和梯形翼因其结构简单易于制造而得到广泛应用。传统三角翼流阻小，但强化换热效果较差，传统梯形翼强化换热效果较好，但同样会造成较大的阻力损失。已有研究将三角翼与片式散热器外表面分离，在自然对流条件下获得了12％的换热量提升。然而，涡流发生器与换热表面完全分离后会失去翅片效应，削弱涡流发生器的强化换热能力。

3、经过检索，授权公告号cn207149374u公开了一种y字型片式散热器，具体公开了：包括：上集油管、下集油管和首尾两个单元外片及设在两个单元外片之间的多个中间单元片，两个单元外片和多个中间单元片彼此平行等间隔焊接在上集油管和下集油管两者之间，两个单元外片为波浪型散热片，多个中间单元片为y字型散热片。但该专利y字型涡流发生器包括三个部分，组装过程较为繁琐。

4、综上所述，如何设计一种安装便捷、能量消耗少但强化换热能力好的散热器为需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种片式散热器。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、根据本发明的一个方面，提供了一种片式散热器，包括片式散热器主体、侧面挡板和扰流带，所述片式散热器主体包括至少两个散热片单元和分别布置在片式散热器主体上下两端的上集油管和下集油管，所述侧面挡板安装于片式散热器主体两侧，所述散热片单元表面布置有至少两条扰流带。

4、作为优选的技术方案，所述的侧面挡板为矩形板，完全覆盖片式散热器主体侧面。

5、作为优选的技术方案，所述的散热片单元内部包括至少两个油流通道，所述扰流带沿油流通道的方向阵列布置于散热片单元外表面，所述扰流带表面与散热片单元外表面完全贴合。

6、作为优选的技术方案，所述的扰流带表面涂抹有导热胶。

7、作为优选的技术方案，所述的扰流带为矩形长条状金属片，其上包括至少两个涡流发生器。

8、作为优选的技术方案，所述的涡流发生器为半分离斜梯形翼涡流发生器，所述半分离斜梯形翼涡流发生器沿扰流带长度方向平行排列，位于油流通道形成的凸台上，同一油流通道上的两个半分离斜梯形翼涡流发生器组成一个涡流发生对。

9、作为优选的技术方案，所述的散热片单元之间为空气通道；所述空气通道宽度等于散热片单元宽度w，高度等于散热片单元之间的间距h。

10、作为优选的技术方案，所述的半分离斜梯形翼涡流发生器包括垂直肋、连接肋和斜梯形翼，所述半分离斜梯形翼涡流发生器高度e的范围为0.075h～0.3h，厚度为t，所述连接肋和斜梯形翼与空气来流方向形成夹角α的范围为20°～60°。

11、作为优选的技术方案，所述的垂直肋垂直连接于扰流带上，所述连接肋与垂直肋等宽，所述斜梯形翼与扰流带通过垂直肋和连接肋连接固定。

12、作为优选的技术方案，所述的斜梯形翼与连接肋最近的一侧定义为后缘，与连接肋最远的一侧定义为前缘，所述前缘与垂直肋垂直距离为e1，所述后缘与垂直肋垂直距离即斜梯形翼分离高度e2为0～0.75e1，所述后缘宽度w2为前缘宽度的两倍。

13、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

14、1)本发明通过在散热片单元表面布置两条扰流带，并在扰流带上切割出涡流发生器外轮廓，通过翻折薄片与来流方向形成夹角，形成扰流结构，其能在后方产生一对反向旋转的纵向涡，增强冷热流体混合的同时减薄壁面边界层强化对流换热；

15、2)本发明设计的半分离斜梯形翼涡流发生器，相较于传统的翼型涡发生器其半分离的斜梯形翼结构能够强化换热的同时有效减小流动阻力；在低re数下其换热能力强于传统三角翼和传统梯形翼，仅在高re数下略弱于传统梯形翼，但仍强于传统三角翼；在任意re数下，半分离斜梯形翼涡流发生器流动阻力明显低于传统梯形翼，同时综合性能均优于传统三角翼和梯形翼，相较于传统三角翼和传统梯形翼，其综合换热性能有较大提升，因此半分离斜梯形翼涡流发生器相较于传统三角翼和传统梯形翼更具经济效益，可使片式散热器达到相同换热量下消耗更少的能量，达到节能降耗的目的；

16、3)本发明在扰流带上切割出的涡流发生器形状可根据不同工况和应用场景进行选择，适用范围广；

17、4)本发明在扰流带表面涂抹导热胶，可减小接触热阻；

18、5)本发明结构简单，安装方便，便于加工生产，流动阻力小，强化换热能力强。

技术特征：

1.一种片式散热器，其特征在于，包括片式散热器主体(1)、侧面挡板(2)和扰流带(3)，所述片式散热器主体(1)包括至少两个散热片单元(10)和分别布置在片式散热器主体(1)上下两端的上集油管(11)和下集油管(12)，所述侧面挡板(2)安装于片式散热器主体(1)两侧，所述散热片单元(10)表面布置有至少两条扰流带(3)。

2.根据权利要求1所述的一种片式散热器，其特征在于，所述的侧面挡板(2)为矩形板，完全覆盖片式散热器主体(1)侧面。

3.根据权利要求1所述的一种片式散热器，其特征在于，所述的散热片单元(10)内部包括至少两个油流通道，所述扰流带(3)沿油流通道的方向阵列布置于散热片单元(10)外表面，所述扰流带(3)表面与散热片单元(10)外表面完全贴合。

4.根据权利要求3所述的一种片式散热器，其特征在于，所述的扰流带(3)表面涂抹有导热胶。

5.根据权利要求3所述的一种片式散热器，其特征在于，所述的扰流带(3)为矩形长条状金属片，其上包括至少两个涡流发生器。

6.根据权利要求5所述的一种片式散热器，其特征在于，所述的涡流发生器为半分离斜梯形翼涡流发生器(30)，所述半分离斜梯形翼涡流发生器(30)沿扰流带(3)长度方向平行排列，位于油流通道形成的凸台上，同一油流通道上的两个半分离斜梯形翼涡流发生器(30)组成一个涡流发生对(31)。

7.根据权利要求6所述的一种片式散热器，其特征在于，所述的散热片单元(10)之间为空气通道；所述空气通道宽度等于散热片单元(10)宽度w，高度等于散热片单元(10)之间的间距h。

8.根据权利要求7所述的一种片式散热器，其特征在于，所述的半分离斜梯形翼涡流发生器(30)包括垂直肋(300)、连接肋(301)和斜梯形翼(302)，所述半分离斜梯形翼涡流发生器(30)高度e的范围为0.075h～0.3h，厚度为t，所述连接肋(301)和斜梯形翼(302)与空气来流方向形成夹角α的范围为20°～60°。

9.根据权利要求8所述的一种片式散热器，其特征在于，所述的垂直肋(300)垂直连接于扰流带(3)上，所述连接肋(301)与垂直肋(300)等宽，所述斜梯形翼(302)与扰流带(3)通过垂直肋(300)和连接肋(301)连接固定。

10.根据权利要求8所述的一种片式散热器，其特征在于，所述的斜梯形翼(302)与连接肋(301)最近的一侧定义为后缘，与连接肋(301)最远的一侧定义为前缘，所述前缘与垂直肋(300)垂直距离为e1，所述后缘与垂直肋(300)垂直距离即斜梯形翼(302)分离高度e2为0～0.75e1，所述后缘宽度w2为前缘宽度的两倍。

技术总结
本发明涉及一种片式散热器，包括片式散热器主体、侧面挡板和扰流带，片式散热器主体包括至少两个散热片单元和分别布置在片式散热器主体上下两端的上集油管和下集油管，侧面挡板安装于片式散热器主体两侧，散热片单元表面布置有至少两条扰流带。与现有技术相比，本发明具有通过在散热片单元表面布置两条扰流带，并在扰流带上切割出涡流发生器外轮廓，形成扰流结构，增强了冷热流体混合的同时减薄壁面边界层强化对流换热；涡流发生器形状可根据不同工况和应用场景进行选择，适用范围广；在扰流带表面涂抹导热胶，可减小接触热阻；设计的半分离斜梯形翼涡流发生器相较于传统三角翼和传统梯形翼更具经济效益，达到了节能降耗的目的等优点。

技术研发人员：司文荣,傅晨钊,寿颐如,吴欣烨,胡海敏,宋人杰,田越,陈洁
受保护的技术使用者：国网上海市电力公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1