專利名稱：強(qiáng)化傳熱或冷卻的翼型縱向渦旋發(fā)生元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于工程熱物理領(lǐng)域中起強(qiáng)化傳熱作用的元件。
在動(dòng)力、化工、制冷與空調(diào)、冶金、航天、核反應(yīng)堆等工業(yè)領(lǐng)域存在著大量需要解決的高效率傳熱與冷卻問題，尤其是在氣體介質(zhì)情況下。工程上現(xiàn)已有粗糙表面、擾流柱、低肋等多種屬于在壁面上設(shè)置擾動(dòng)裝置來強(qiáng)化傳熱或冷卻的方法，這些措施都可取得一定的效果，但存在的主要問題是傳熱的增強(qiáng)不顯著，或在獲得好的傳熱效果時(shí)阻力損失大。此外由于單個(gè)擾動(dòng)裝置強(qiáng)化傳熱的范圍小，為取得較好傳熱效果，必須在壁面上安設(shè)較多的擾動(dòng)裝置，本實(shí)用新型的目的是提供了一種強(qiáng)化傳熱或冷卻的翼型縱向渦旋發(fā)生元，它可以獲得顯著的傳熱或冷卻效果。
強(qiáng)化傳熱或冷卻的翼型縱向渦旋發(fā)生元，由一片厚度薄而均勻的三角形翼(1)(稱之為“功能翼”)，和一片與壁面相連接的形狀可為三角形或其它形狀的薄而均勻的輔助體(2)(稱之為“輔助翼”)折疊而成，發(fā)生元可為直角三角翼(如


圖1所示)或?qū)ΨQ三角翼(如圖2)。安裝時(shí)發(fā)生元對(duì)于氣流流動(dòng)的方位可以根據(jù)需要來定位，其范圍是沖擊角β在90°＞β＞0°內(nèi)，功能翼的兩邊夾角γ，對(duì)于直角翼90°＞γ＞0°，對(duì)于對(duì)稱三角翼為180°＞γ＞0°，圖中的箭頭為氣流方向，發(fā)生元可采用金屬材料制作，尺寸大小可視流體通過面積而定，其厚度為0.5～1.5毫米。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)是當(dāng)流體流過設(shè)置在壁面上的翼型縱向渦旋發(fā)生元時(shí)，在翼型元件尾部及空間產(chǎn)生一系列與壁面相切的縱向渦旋，這些渦旋對(duì)邊界層及其鄰近區(qū)域起到有效的擾動(dòng)和破壞作用。由于發(fā)生元的幾何尺寸與流體通道相比極小，厚度極薄，并且具有合理的幾何形狀與安置方位，因而能在流阻增加極小情況下，有效地強(qiáng)化傳熱。
通過實(shí)際應(yīng)用表明，在平直流道內(nèi)，傳熱面積為0.244m的平壁上安設(shè)單排一對(duì)直角三角翼，Re(雷諾數(shù))＝2500～7500條件下，平均Nu(努謝爾特)數(shù)，比不設(shè)擾流時(shí)提高61.5％，而阻力幾乎未變；設(shè)置一對(duì)對(duì)稱三角翼，Re＝2500～7500，β＝30～75°，γ＝53°，平均Nu數(shù)提高130％，阻力增加極微。
本實(shí)用新型適用于各種工業(yè)領(lǐng)域需要強(qiáng)化氣體或液體的對(duì)流換熱場(chǎng)合。與目前工業(yè)上采用的同類強(qiáng)化傳熱技術(shù)相比，本實(shí)用新型不僅有顯著的強(qiáng)化效果，而且流阻低，在元件的制作與安裝上也非常簡(jiǎn)單。例如，在具有空氣流的平直通道中安設(shè)直角三角翼，在單排，最佳中擊角條件下，即可使傳熱效果提高70～80％。應(yīng)用于冶金、空調(diào)、化工等空氣—空氣、空氣—煙氣的預(yù)熱和熱回收系統(tǒng)中的換熱器上，則可顯著提高加熱和冷卻效果，縮小換熱器的體積，節(jié)省投資和節(jié)能，有廣闊的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求1.強(qiáng)化傳熱或冷卻的翼型縱向渦旋發(fā)生元其特征是渦旋發(fā)生元由一片厚度薄而均勻的三角形翼(1)(稱之為“功能翼”)，和一片與壁面相連接的形狀可為三角形或其它形狀的薄而均勻的輔助體(2)(稱之為“輔助翼”)折疊而成，發(fā)生元可為直角三角翼或?qū)ΨQ三角翼，發(fā)生元相對(duì)于氣流流動(dòng)的方位其定位范圍是沖擊角β在90°＞β＞0°內(nèi)，功能翼的兩邊夾角γ，對(duì)于直角三角翼90°＞γ＞0°，對(duì)于對(duì)稱三角翼為180°＞γ＞0°。
2.按照權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化傳熱或冷卻的翼型縱向渦旋發(fā)生元，其特征是發(fā)生元采用金屬材料制做，其厚度為0.5～1.5毫米。
專利摘要強(qiáng)化傳熱或冷卻的翼型縱向渦旋發(fā)生元,由一片薄而均勻的三角形翼(稱之為“功能翼”)和一片與壁面相連接的形狀可為三角形或其它形狀的輔助體(稱之為“輔助翼”)折疊而成。發(fā)生元可為直角三角翼或?qū)ΨQ三角翼。發(fā)生元相對(duì)于氣流流動(dòng)的方位可以根據(jù)需要來定位。與目前工業(yè)上采用的同類強(qiáng)化傳熱技術(shù)相比,本實(shí)用新型不僅有顯著的強(qiáng)化效果,而且流阻低,在發(fā)生元的制作與安裝上也非常簡(jiǎn)單。在具有空氣流的平直通道中安設(shè)直角三角翼,在單排,最佳沖擊角條件下,可使傳熱效果提高70～80%,而阻力幾乎不增加。
文檔編號(hào)F28F13/12GK2474980SQ01204538
公開日2002年1月30日 申請(qǐng)日期2001年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月28日
發(fā)明者王中錚, 呂靜 申請(qǐng)人:天津大學(xué)