[实用新型]一种可振动矩形翼涡产生器

说明书

本实用新型属于强化传热领域，更具体地说，特别涉及一种可振动矩形翼涡产生器，包括固体壁面和涡产生器，所述涡产生器设置于所述固体壁面上，所述涡产生器为弹性材质且尾部有缺口，使得所述涡产生器尾部可以在一定角度内摆动，当有来流时，涡产生器可以发生振动。具有冲压模具简单、制造成本低廉、换热效率高和紧凑性好的特点。

技术领域

本实用新型属于强化传热领域，更具体地说，特别涉及一种可振动矩形翼涡产生器。

背景技术

随着科技的进步，人们开始追求更加简单高效的换热器。在生产生活中，换热器主要通过热传导和热对流这两种最基本的传热方式进行热量交换，而导热性能主要取决与材料自身的属性，因而如何增强换热器对流侧的换热效率成为了研究人员需要解决的问题。现阶段，在换热表面安装涡产生器是一种有效提高换热表面换热效率的方式。

为了进一步增强对于固体壁面的对流换热性能，可以改变涡产生器的结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可振动矩形翼涡产生器，具有冲压模具简单、制造成本低廉、换热效率高和紧凑性好的特点，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种可振动矩形翼涡产生器，包括固体壁面和涡产生器，所述涡产生器设置于所述固体壁面上，所述涡产生器的底边与来流方向之间夹角θ为30-70度，所述涡产生器为弹性材质且尾部有缺口，使得所述涡产生器尾部可以在一定角度内摆动，当有来流时，所述涡产生器可以发生振动。

进一步的，所述涡产生器为矩形。

进一步的，所述缺口位于所述涡产生器尾部底端，所述缺口高度为所述涡产生器高度的0.2-0.4倍，所述缺口长度为所述涡产生器底边长度的0.4-0.6倍。经过实验，采用此参数设计的涡产生器换热性能更好。

进一步的，所述涡产生器厚度为0.01-0.05mm。经过实验，采用该厚度的涡产生器更加容易产生振动。

进一步的，多个所述涡产生器的沿着气体流动方向排列，排列方式为顺排或叉排。所述涡产生器前部先与流体接触，此设计可使涡产生器前后端之间产生压差，形成涡旋。所述涡产生器可采用不同排布方式，可以参与强化换热过程。顺排排布对气体流动阻力较低，但对于换热壁面的冲击不够，采用叉排排布对气体流动阻力较高，可以提高对换热壁面的冲击。

进一步的，所述涡产生器的材质为铝或者铜。该材料常用，易于生产制造。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过对涡产生器设置缺口，使得涡产生器尾部具有可振动的效果，从而提高换热效率。其原理是在流体的冲刷和涡产生器自身弹性作用下，涡产生器在产生纵向涡强化换热的同时，涡产生器自身发生振动，从而引起周围流体的扰动增加，提高换热效率。

流体流经涡产生器时可以在流道内产生纵向涡，减薄边界层增加了流体扰动，促进了冷热流体间相互混合，提高了固体壁面的换热系数。

同时流体冲刷涡产生器时，在涡产生器前后会产生压力差，压力差使得涡产生器后部发生弯曲，也可以减小流动阻力。涡产生器受流体冲刷发生弯曲时，由于涡产生器材料本身的弹性，在换热器通道内流动稳定时涡产生器可以保持一定的弯曲度；在流动不稳定时，涡产生器会发生回弹，在自身弹性和压差的作用下涡产生器振动，涡产生器的不断振动对流体造成扰动，从而增加了流体流动的紊流度，强化了固体壁面的换热。

因此，涡产生器产生的纵向涡使得涡产生器后区域的换热得到强化。可振动涡产生器发生弯曲时可以减小流动的阻力，在保留涡产生器强化换热优点的基础上，可进一步增强对于固体壁面的对流换热性能。