[实用新型]一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器及芯体

说明书

本实用新型提供一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器及芯体，结构简单，设计合理，避免了因密度减小，流速增大而出现的局部回流或倒流的现象。所述芯体，包括层叠设置的高温流体板片和低温流体板片；所述的高温流体板片包括高温流道本体，以及沿高温流体流动方向逐列设置在高温流道本体内的若干高温流线型肋片；所述高温流线型肋片等厚度设置；所述的低温流体板片包括低温流道本体，以及沿低温流体流动方向逐列设置在低温流道本体内的若干低温流线型肋片；所述低温流线型肋片沿流动方向厚度逐渐减小。

技术领域

本实用新型涉及换热装置技术领域，具体涉及一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器及芯体。

背景技术

印刷电路板换热器(printed circuit heat exchanger,PCHE)是一种结构紧凑、耐高温高压、结构强度高的板式换热器，特别适用于以超临界流体为工质的布雷顿动力循环，PCHE的主要结构包括换热流体的进出口管、封头及芯体，其中芯体由包含若干微小等截面换热通道的换热板片通过扩散焊接形成。

当PCHE芯体内的换热流体为变物性流体时，如超临界流体，高低温流体的流动换热过程是一个双侧超临界变物性耦合流动传热过程，高低温流体的密度、比热容、粘度等物性不断变化，流速也不断变化。现有的等截面换热通道中，对于低温被加热的流体，因其不断吸热升温，密度逐渐减小，特别是在拟临界点附近，密度急剧减小，导致流速迅速增大，局部流动阻力增大，可能引起局部回流甚至倒流，进一步增大了流动的阻力，低温流体不能被有效被加热，换热效率大幅下降。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器及芯体，结构简单，设计合理，避免了因密度减小，流速增大而出的局部回流或倒流的现象。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器芯体，包括层叠设置的高温流体板片和低温流体板片；

所述的高温流体板片包括高温流道本体，以及沿高温流体流动方向逐列设置在高温流道本体内的若干高温流线型肋片；所述高温流线型肋片等厚度设置；

所述的低温流体板片包括低温流道本体，以及沿低温流体流动方向逐列设置在低温流道本体内的若干低温流线型肋片；所述低温流线型肋片沿流动方向厚度逐渐减小。

优选的，层叠设置的高温流体板片和低温流体板片形成周期性层叠单元；所述的周期性层叠单元包括通过扩散焊接依次连接的一层的高温流体板片和一层的低温流体板片，或者两层的高温流体板片和中间层的低温流体板片。

优选的，高温流线型肋片沿着高温流体流动方向顺列或错列分布，形成等截面通道。

优选的，低温流线型肋片沿着低温流体流动方向顺列或错列分布，形成渐阔型非等截面通道。

优选的，高温流线型肋片和低温流线型肋片采用NACA系列对称或非对称翼型。

进一步，低温流线型肋片最大厚度按顺序逐列减小。

优选的，高温流体板片和低温流体板片上通过光刻或化学蚀刻的方法对应蚀刻出沿流动方向等厚设置的若干高温流线型肋片和非等厚设置的低温流线型肋片。

一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器，设置有如上任意一项所述的芯体。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型所述的一种用于变物性流体换热的印刷电路板换热器芯体，采用流线型肋片在强化高温流体换热的同时尽可能减小了流动阻力的增大；通过沿流动方向逐渐减小肋片厚度形成渐阔型非等截面通道，使得低温流体在沿流动方向吸热升温密度减小时能保持近等速流动，避免了因低温流体密度减小，流速增大，局部流动阻力增大而出现的局部回流或倒流的现象。

附图说明