[实用新型]一种非稳定来流的三角翼的圆管管翅换热器

说明书

本实用新型涉及换热器技术领域，具体为一种非稳定来流的三角翼的圆管管翅换热器。包括沿来流方向排列的圆管和套装在所述圆管上的翅片，所述翅片设有用于套装圆管的圆孔，所述圆孔后部冲压出一对三角形翼的涡产生器，并在所述翅片上留有一对三角形孔，所述涡产生器的尾部底端设有缺口，所述涡产生器可在有来流的情况下振动；还包括能够向后方提供周期性速度变化的来流的变流速机构，所述变流速机构包括流体通道和设置于所述流体通道内部可以翻转的翻转片。本实用新型能够周期性速度变化的来流，提升换热效率的同时没有显著增加气体的流动阻力，具有结构简单、冲压模具简单、制造成本低廉的特点。

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域，具体为一种非稳定来流的三角翼的圆管管翅换热器。

背景技术

圆管管翅换热器，作为一种结构简单、性能优良的散热器，在飞机、汽车、火车、空调设备上都有很广泛的应用。理论上，增大换热系数较小一侧流体的换热系数相对于同等幅度增强换热系数较大一侧流体的换热系数导致的强化换热的效果更好。现阶段，在对圆管管翅换热器的研究中，部分学者诱导管内流体振动，以强化换热。众所周知，相对水等液体而言，空气的对流换热系数很小。因此，利用振动产生涡流，能够提升管翅换热器的局部换热系数，以增强换热器的换热效率，但对于直接利用气侧流体能量诱导振动以强化换热的研究仍然比较少见。

实践证明，圆管换热器气侧热阻一般占总热阻的90％以上，改变翅片的形式，可强化翅片表面换热性能，现有的翅片形式有波纹翅片、开缝翅片、百叶窗翅片、涡产生器式及组合型等翅片形式。为进一步提升换热性能，可以考虑新的翅片的形式。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种非稳定来流的三角翼的圆管管翅换热器，能够周期性提供来流，提升换热效率的同时没有显著增加气体的流动阻力，具有结构简单、冲压模具简单、制造成本低廉的特点。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种非稳定来流的三角翼的圆管管翅换热器，包括沿来流方向排列的圆管和套装在所述圆管上的翅片，所述翅片设有用于套装圆管的圆孔，所述圆孔后部冲压出一对三角形翼的涡产生器，并在所述翅片上留有一对三角形孔，所述涡产生器的尾部底端设有缺口，所述涡产生器可在有来流的情况下振动；

还包括变流速机构，所述变流速机构包括流体通道和设置于所述流体通道内部可以翻转的翻转片，所述流体通道由位于翅片之间的隔板组成，多个隔板将翅片之间的区域划分为多个所述流体通道，所述翻转片位于所述流体通道前部，所述圆管及圆管后方的一对涡产生器位于所述流体通道后部，当有来流时翻转片可以翻转并周期性给到后方速度变化的来流。来流先经过变流速机构，圆片会在压力差和冲击力的综合作用下开始偏转，又因其自身具有惯性，会偏过平衡位置持续偏转，持续改变流体通道后方的流体流速。

进一步的，所述流体通道的通道壁对称设有两个小孔，所述翻转片为圆片和贯穿圆片圆心的翻转轴组成，所述翻转轴两端穿过小孔可在小孔内部旋转从而带动圆片旋转，所述翻转轴位于所述流体通道外的部分的直径大于所述小孔的直径。

进一步的，所述圆片和所述翻转轴一体成形。使用前预先拨动翻转片，使其与来流方向的夹角不为90°或0°，可使翻转轴旋转顺利。

进一步的，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，通过对缺口大小设置，使得涡产生器活动范围更大，涡产生器更加容易振动，从而大大提高二次流的强度，换热效果更好。

进一步的，所述涡产生器沿来流方向在所述圆管两侧对称布置，所述涡产生器底边到所述圆孔圆心的垂线与来流方向之间夹角θ为110-140度，所述涡产生器高度为翅片间距的0.6-0.8倍。由于与来流方向有一定夹角，能加剧涡产生器振动。