[发明专利]一种用于折线型印刷电路板式换热器的强化传热减阻节能换热板

说明书

本发明提供一种用于折线型印刷电路板式换热器的强化传热减阻节能换热板，包括表面并行排布有若干折线流道的换热板本体，折线流道的弯折角处加工有平衡强化缝。本发明中的平衡强化缝与折线流道通过化学蚀刻工艺一体加工成型，易于加工、结构牢固、经济性好；平衡强化缝可实现流道间低速射流，从而破坏回流区，增强传热，同时使各流道内压力分布更均匀、各平行流道间流量分配更均匀，从而降低流道内工质压降，换热器效能的进一步提高；同时该平衡强化缝对换热器结构强度影响较小，使其可以继续保持较高承压能力。

技术领域

本发明属于换热结构领域，具体涉及一种适用于核能、航空航天、芯片冷却等对紧凑高效换热设备需求旺盛的工程热物理领域中折线型印刷电路板式换热器的强化传热减阻节能换热板。

背景技术

折线流道型印刷电路板式换热器（英文名缩写为PCHE），具有紧凑度高、体积小、结构强度高、换热器效能高、承温承压能力高等特点。PCHE最初应用于低温、制冷领域，最近随着节能减排要求，许多节能减排新技术新概念提出，例如结合超临界二氧化碳布雷顿循环的太阳能、核能以及传统化石能源的能源开发新方式，以及模块化小型反应堆、先进IV代反应堆等技术概念。这些新技术新概念迫切需要一种体积紧凑、换热效能高、承温承压能力高的换热器。因此PCHE越来越受到能源动力行业的重视。

换热器性能很大程度上受换热表面特性决定，包括换热面的流动特性和传热特性。理想的换热表面应该具有较小的摩擦阻力，从而降低换热器整体动力功耗；同时具有较大的对流换热系数，以提高换热器换热效率。

目前PCHE的换热板结构如图1所示，其先进行化学蚀刻流道，在进行冷热流道布置，然后通过扩散焊或钎焊形成换热器芯体，最终附件组装形成PCHE。PCHE承压能力可达50MPa，使用温度可达1000 ℃，换热器效能可达97%。可用加工PCHE（扩散焊焊接）的材料广泛，包括不锈钢、铜、钛合金等技术材料以及部分陶瓷、玻璃等非金属材料。

目前，通过化学蚀刻而成的典型折线流道型换热板流道结构如图2所示，该结构可以增加边界层扰动，增强流道表面与工质之间传热能力，该结构存在的不足是弯折处下游回流区使热阻增加，影响传热，以及流道内不均匀的压力分布导致换热器压降较大。

因此，针对以上问题研制出一种能够有效降低热阻，保证传热，且流道内压力分布均匀的换热机构是本领域技术人员所急需解决的难题。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种用于折线型印刷电路板式换热器的强化传热减阻节能换热板。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于折线型印刷电路板式换热器的强化传热减阻节能换热板，包括表面并行排布有若干折线流道的换热板本体，折线流道的弯折角处加工有平衡强化缝。

进一步地，平衡强化缝的宽度D为0.1～0.5mm。

进一步地，平衡强化缝的方位角θ为0～60°。

进一步地，平衡强化缝距离弯折角处的距离d为0～16mm。

进一步地，平衡强化缝与折线流道通过化学蚀刻工艺一体加工成型，且平衡强化缝设置于折线流道的弯折角下游处。

进一步地，平衡强化缝的横截面为矩形或者缺圆形。

进一步地，换热板本体由金属材料或者非金属材料制成。

本发明提供了一种用于折线型印刷电路板式换热器的强化传热减阻节能换热板，该换热板表面并行排布有若干折线流道，并且折线流道的弯折角处加工有平衡强化缝。通过平衡强化缝实现流道间低速射流，从而破坏回流区，增强传热，同时使各流道内压力分布更均匀、各平行流道间流量分配更均匀，从而降低流道内工质压降，同时对换热器结构强度影响较小，使其可以继续保持较高承压能力。