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一种正弦形通道结构印刷电路板式换热器芯体


技术摘要:
本发明公开了一种正弦形通道结构印刷电路板式换热器芯体,所述芯体由若干高温介质换热板和若干低温介质换热板层叠焊接而成。高温介质换热板上沿宽度方向设置有若干高温介质流动通道,低温介质换热板上沿宽度方向设置有若干低温介质流动通道,同一板片上的通道相互平行  全部
背景技术:
印刷电路板式换热器(printed  circuit  heat  exchanger,PCHE)是一种新概念微 通道换热器,属于高效紧凑板式换热器范畴。PCHE一般由微通道芯体、集箱、管口三部分组 成,其中芯体是PCHE的核心部件。PCHE芯体由金属板片叠加组合而成:首先采用(光)化学蚀 刻方法在板片表面刻上低至0.1毫米级的流体通道,之后紧密堆叠平板进行扩散焊接。PCHE 在加工制造时其蚀刻流体通道的工序与制造印刷电路板的工序相近,故而得名。 PCHE具有结构紧凑、耐高温高压、小温差传热、热效率高、安全可靠等优点,在制冷 空调、石油天然气、核工业、化工工业、电力工业、舰船动力装备等领域应用广泛。目前技术 发展成熟、投入实际应用的PCHE芯体结构有两种:直通道和Z形通道结构。直通道为沿流动 方向的直线形结构,直通道PCHE的优点是结构简单、阻力损失小,但缺点是传热系数较低、 传热能力差。Z形通道为沿流动方向的折线形结构,Z形通道PCHE优点是传热系数高、传热能 力强,但缺点是阻力损失大。
技术实现要素:
为了克服现有技术存在的上述缺点,本发明提供了一种正弦形通道结构印刷电路 板式换热器芯体,能够在保证PCHE较高传热能力的同时将阻力损失控制在合理适中的范 围。 为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是: 一种正弦形通道结构印刷电路板式换热器芯体,包括若干高温介质换热板和若干 低温介质换热板,高温介质换热板和低温介质换热板依次间隔层叠焊接而成,所述高温介 质换热板上沿宽度方向设置有若干高温介质流动通道1,低温介质换热板上沿宽度方向设 置有若干低温介质流动通道2,同一板片上的通道相互平行且间距相等。 所述的高温介质流动通道1与低温介质流动通道2沿介质流动方向的形线为正弦 形结构,正弦形结构的振幅和角速度可根据需要采用不同数值,振幅增大则芯体换热面积 增大、介质在芯体中的流动阻力增大,角速度增大则芯体传热系数增大、介质在芯体中的流 动阻力增大。 所述的高温介质流动通道1与低温介质流动通道2为顺列或错列布置。 所述高温介质流动通道1与低温介质流动通道2平行或垂直布置。 所述高温介质通道1相邻两个通道之间可布置一个或多个低温介质通道2;相邻两 个低温介质通道2之间可布置一个或多个高温介质通道1。 所述高温介质流动通道1与低温介质流动通道2横截面形状为三角形、梯形、矩形、 半圆形、圆形、半椭圆形、椭圆形中的任意一种。 3 CN 111721151 A 说 明 书 2/3 页 本发明的有益效果: (1)正弦形通道周期性地改变介质流向,对边界层的冲击、扰动作用明显,传热强 化效果显著,其传热性能比直通道大幅提升(30%~300%);正弦形通道的平滑转角结构抑 制了流动分离区域的发展,降低了湍流强度,其阻力损失比Z字形通道显著降低(高达 60%)。 (2)适用范围广:高温介质通道和低温介质通道可以采用顺利或错列布置,通道横 截面可采用三角形、梯形、矩形、半圆形、圆形、半椭圆形、椭圆形中的任意一种,不同布置形 式、横截面形状对应的传热热阻、结构强度、加工成本不同,可适用于不同的应用场合。 (3)流体接触形式多样:通过将高温介质通道和低温介质通道相互平行或垂直布 置,可实现流体顺流、逆流、交错流或组合形式的接触,满足不同换热过程的要求。 (4)高、低温介质流通截面积分配灵活:通过调整相邻两个高温介质通道间的低温 介质通道数(或调整相邻两个低温介质通道间的高温介质通道数)来调节高、低温介质流通 截面积配比,以适应不同的高、低温介质流量比例,保证高、低温通道中介质的传热性能合 理匹配。 附图说明 图1为本发明通道横截面示意图。 图2为本发明通道形线示意图。 图3为本发明芯体结构示意图。 图4为本发明中介质通道横截面形状示意图。 图5为本发明中高、低温介质通道顺列布置示意图。 图6为本发明中高、低温介质通道错列布置示意图。 图7为本发明中高、低温介质通道平行布置示意图。 图8为本发明中高、低温介质通道垂直布置示意图。 图9为本发明中高、低温介质通道1:1截面积配比示意图。 图10为本发明中高、低温介质通道1:2截面积配比示意图。 图11为本发明中高、低温介质通道1:3截面积配比示意图。 图12为本发明中高、低温介质通道1:4截面积配比示意图。 图中,1为高温介质通道,2为低温介质通道。
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