[发明专利]一种涡流发生器

说明书

本发明涉及一种涡流发生器，包括底片、冷却液开孔和多个竖直设置的梯形片，所述底片为正方形板，所述冷却液开孔开设于所述底片中心处，每个所述梯形片为直角梯形板，每个所述梯形片的直角边与所述底片的上表面固定连接，多个所述梯形片对称设置于所述冷却液开孔的两旁，且所述冷却液开孔每一旁的多个梯形片呈直线排列。有益效果：该发生器能够使流过翅片的气体产生涡旋运动并促进位于翅片表面和翅片上方的冷热气体的混合，减小气体侧热阻，提高换热效率。梯形片与底片的垂直排列方式的设计，可以保证气体流经散热器时压损较小，梯形片加工过程简单，便于批量化的生产。

技术领域

本发明涉及一种用于流动气体冷却的涡流发生器，该发生器位于散热器翅片上。尤其是涉及一种装载于强迫冷却换热器翅片表面的涡流发生器。

背景技术

涡流发生器强化换热技术为当前业界较为关注的一种强化换热技术。涡流发生器通常通过冲压、弯曲或焊接等工艺加载在换热器翅片上，在风机的作用下可以在换热器流道中产生一个稳定后传的马蹄形纵涡。一般有翼型和体型两种涡流发生器。对于业界常用的翅片管式换热器采用的多为翼型涡流发生器。其装配方式一般有翼式和小翼式两种，前者尾边与翅片相连；后者弦边与翅片相连。由于涡流发生器迎风面和背风面之间存在压力差，所以流体经过发生器时会在它的边缘形成一个纵涡，涡旋的流动方向与气体来流方向一致，可以加强换热器下游壁面附近的流体与流道中心处流体的混合，从而提高换热效果。

经过对现有技术的检索发现，Mohammad Samad等人在Applied ThermalEngineering,2018,133:671-681发表的文章“Numerical simulation of heat transferenhancement in a plate-fin heat exchanger us ing a new type of vortexgenerator”中设计了几种不同结构的涡流发生器，但仍然存在纵涡场分布不均匀，压损较大等问题。

Nares Chimres等人在International Journal of Heat and Mass Transfer,2018,120(1173-1186)上发表的文章“Optimal design of the semi-dimple vortexgenerator in the fin and tube heat exchanger”中提出了半球型的涡流发生器，虽然这种结构的设计，换热器入口和出口处的压损变化不大，但散热器的换热效率提升不明显。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有高效的涡流发生器，能够对流动的气体进行有效的换热，同时这种结构的加工工艺不能复杂，需要便于快速集成在换热器的翅片上。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种涡流发生器，包括底片、冷却液开孔和多个竖直设置的梯形片，所述底片为正方形板，所述冷却液开孔开设于所述底片中心处，每个所述梯形片为直角梯形板，每个所述梯形片的直角边与所述底片的上表面固定连接，多个所述梯形片对称设置于所述冷却液开孔的两旁，且所述冷却液开孔每一旁的多个梯形片呈直线排列。

本发明的有益效果是：气体在外界动力的作用下流过翅片，由于翅片的入口处布置了梯形片的结构，气体流过此处时由于梯形片迎风面与背风面之间的压力不同会在梯形片后方形成涡旋，这种涡旋的流动方向与气体来流方向一致，这种涡旋能够使流过翅片的气体产生涡旋运动并促进位于翅片表面和翅片上方的冷热气体的混合，减小气体侧热阻，提高换热效率。梯形片与底片的垂直排列方式的设计，可以保证气体流经散热器时压损较小，梯形片加工过程简单，便于批量化的生产。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，每个所述梯形片3均与所述底片1的边呈40-50°夹角。

采用上述进一步方案的有益效果是，40-50°夹角能更好的形成漩涡，可以进一步提高冷、热气体的混合效果。