[发明专利]边界层反转开缝翅片

说明书

技术领域

本发明属于换热领域，具体涉及一种边界层反转开缝翅片，适用于管翅式、板翅式等换热器。

背景技术

在换热领域中应用的管翅式、板翅式换热器，以及其他类型的热交换器中，流体在管外流动，为了增强换热，在流体侧有翅片，以增大换热面积，减小流体侧热阻。使用一般的平直翅片管，沿着流体流动方向，在翅片表面会形成逐渐增厚的边界层，使流体流动下游处的速度和温度梯度的场协同性变差，使翅片传热性能下降。

为了进一步提高翅片管换热器的传热性能，采用了强化换热性能更好的翅片，开缝翅片是其中一种比较有效的强化换热方式，开缝型式各异，对换热效果的影响也不同。至今有许多文献和专利对开缝翅片进行了研究。

专利CN96113216.7中使用了梯形的百叶窗式微肋，并对梯形微肋长边和短边的布置方向进行了要求；专利CN97117302.8在翅片表面提供了四种不同形式的切口方式；专利CN03108079.0在翅片表面架设桥形条片，并对条片的布置密度进行了要求。上述几种方法尽管可以提高翅片的换热性能，但仍存在以下问题：1）加工困难；2）随着流体向前流动，流体流动阻力增加明显。

结合现有技术可知，研究和开发一种合理的开缝形式十分重要，这种开缝形式必须具有以下特点：对流体的扰动和对边界层的破坏少，能更好的改善场协同性，同时对流动的阻碍作用较小，使整个换热器的阻力增加较少，而传热性能提高明显。

发明内容

针对现有的技术问题，本发明的目的是提供一种边界层反转开缝翅片，本发明对流体的扰动和对边界层的破坏少，能更好的改善场协同性，对流动的阻碍作用较小，使整个换热器的阻力增加较少，传热性能提高明显，能有效减小管翅式、板翅式等换热器的体积。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

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)一端与基片(21)相连，一端翘离基片(21)，在基片(21)上形成开缝(23)，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。

作为对本发明的进一步改进，每个坡形微型肋片(22) 相对于基片(21)的翘起角度为0°～45°。

作为对本发明的进一步改进，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。

作为对本发明的进一步改进，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)。

作为对本发明的进一步改进，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。

作为对本发明的进一步改进，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。

作为对本发明的进一步改进，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。

本发明的有益效果是：

由于本发明的独特结构设计，当流体从短微肋流到长微肋的时候，边界层会被反转，该边界层反转过程在流经每对坡形微型肋片时重复，流体的扰动会增加，使流体速度与温度梯度的协同程度改善，增强了换热，同时由于每对坡形微型肋片交替设置，顺应流体流动趋势，因而流体阻力增加不明显，所以大大提高了翅片管换热器的传热性能，从而减少换热设备的体积，降低了产品成本。

附图说明

图1是采用本发明的热交换器的透视图。

图2是本发明第一实施例的局部正视图。

图3是图2中虚线方框部分的放大图。

图4是图3中A-A线的剖面图。

图5是本发明的第二实施例的局部正视图。

图6是本发明的第三实施例的局部正视图。

图7是本发明的第四实施例的局部正视图。

图8是本发明的第五实施例的局部正视图。

图9是本发明的第六实施例的局部正视图。