[发明专利]一种强化雾滴蒸发换热的装置及方法

权利要求书

1.一种强化雾滴蒸发换热的装置，其特征在于：包括储液箱（1）、可控式流量阀（2）、离心泵（4）、增压风机（12）、反馈式温度表（15）、电控柜（16）和换热发生器（6），所述换热发生器（6）包括保温壳体（8）、振荡雾化喷嘴（5）、固定板（9）和仿生导流板（10），所述储液箱（1）内储存高温液体，所述储液箱（1）的进液管（13）将高温液体导入至储液箱（1）中，所述储液箱（1）的出液管（3）通过离心泵（4）连接振荡雾化喷嘴（5），可控式流量阀（2）设置在储液箱（1）和离心泵（4）之间的出液管（3）上并控制进行雾化的液体；所述保温壳体（8）的内部密封设置，保温壳体（8）内部从上至下依次安装有固定板（9）和仿生导流板（10），固定板（9）和仿生导流板（10）将保温壳体（8）内部从上至下依次分隔成高温气体腔、雾化腔和低温液体腔，所述固定板（9）上设置有喷嘴安装孔（17）和出气通孔（18），振荡雾化喷嘴（5）穿过保温壳体（8）的侧壁并固定安装在固定板（9）的喷嘴安装孔（17）上，出气通孔（18）将保温壳体（8）内部的高温气体腔和雾化腔连通；所述仿生导流板（10）为一螺旋上升结构的薄板，仿生导流板（10）的表面为仿生表面；所述保温壳体（8）的顶部设置有与高温气体腔连通的出气口，出气口连接气体出口管道（7）；所述保温壳体（8）的下方设置有进气口（11），进气口（11）连接将常温气体导入雾化腔的增压风机（12），进气口（11）与雾化腔的最低点连通；所述保温壳体（8）的底部设置有液体管道出口，液体管道出口连接液体出口管道（14）并将低温液体腔中的液体排出，所述液体出口管道（14）上设置有反馈式温度表（15）；所述反馈式温度表（15）和可控式流量阀（2）均与电控柜（16）电连接。

2.根据权利要求1所述的一种强化雾滴蒸发换热的装置，其特征在于：所述仿生表面设置有多个仿生减阻带，每个仿生减阻带由一排半球状凸起（22）组成，沿着仿生表面的螺旋上升轨道设置有多排仿生减阻带。

3.根据权利要求2所述的一种强化雾滴蒸发换热的装置，其特征在于：所述半球状凸起（22）的半径不大于仿生导流板（10）的厚度。

4.根据权利要求3所述的一种强化雾滴蒸发换热的装置，其特征在于：所述振荡雾化喷嘴（5）设置有多个，固定板（9）上的喷嘴安装孔（17）设置有多个，多个喷嘴安装孔（17）沿周向均匀分布在出气通孔（18）周围，多个振荡雾化喷嘴（5）依次安装在固定板（9）上的喷嘴安装孔（17）上，振荡雾化喷嘴（5）的喷洒方向朝向换热发生器（6）的雾化腔。

5.根据权利要求4所述的一种强化雾滴蒸发换热的装置，其特征在于：所述振荡雾化喷嘴（5）为基于仿生表面流道（21）的单流体自激振荡雾化喷嘴，所述振荡雾化喷嘴（5）包括导流管（19）、振荡腔室（20）和仿生表面流道（21），导流管（19）和仿生表面流道（21）通过振荡腔室（20）连接，高温液体依次经过导流管（19）、振荡腔室（20）和仿生表面流道（21）后喷出；所述仿生表面流道（21）为入口宽出口窄的收缩型管道，多个仿生减阻环等间距分布在仿生表面流道（21）表面，每个仿生减阻环由多个相同尺寸的半球形凸起沿着周向分布形成，每个半球形凸起的半径为所在仿生减阻环直径的0.05倍。

6.根据权利要求5所述的一种强化雾滴蒸发换热的装置，其特征在于：所述仿生表面和仿生表面流道（21）均为通过对自然界动物减阻表皮和植物疏水表面进行放大和简化形成的表面。

7.一种强化雾滴蒸发换热的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤一：用离心泵（4）将高温液体从储液箱（1）中抽取出来送入振荡雾化喷嘴（5）中，高温液体经离心泵（4）抽取后具有一定的液体流动速度；

步骤二：在换热发生器（6）内部安装多个振荡雾化喷嘴（5），多个振荡雾化喷嘴（5）同时喷出高温液体，在换热发生器（6）的雾化腔内将大量的高温液体快速转化为雾滴；

步骤三：增压风机（12）通过雾化腔下方的进气口（11）将常温气体快速通入到换热发生器（6）的雾化腔中；

步骤四：换热发生器（6）内部设置有一块成螺旋上升结构的仿生导流板（10），进入雾化腔的高速的常温气体沿着仿生导流板（10）的表面向上运动，使高速的常温气体的运动变得规律且增加了路径，使高速的常温气体得到充分的换热；

步骤五：步骤二中产生的大量雾滴与步骤四中沿着仿生导流板（10）高速上升的常温气体接触并发生换热，换热后的常温气体变成高温气体，高温气体会上升并经出气口由气体出口管道（7）排出，换热后的低温液体顺着仿生导流板（10）向下流入换热发生器（6）的低温液体腔，并由低温液体腔底部的液体出口管道（14）排出；

步骤六：液体出口管道（14）上的反馈式温度表（15）将测量后的液体温度数据传输至电控柜（16），由电控柜（16）调节出液管（3）上的可控式流量阀（2）的进液量，通过高温液体的进液量的调节控制从液体出口管道（14）排出的液体的温度。