[发明专利]一种超导纳米传热板式换热器及其制造方法

说明书

技术领域：

本发明涉及传热和传质领域，特别是一种超导纳米传热板式换热器及其制造方法。

 

背景技术：

传统的热交换器都是采用两种不同的介质通过表面，在两种传热介质被动力驱动时，才能产生表面换热，不论是管式或板式都采用同一种模式，动力消耗很大，没有蒸发和冷凝的自然过程。在现时国际社会的能源短缺之时，节能装备是节能降耗的关键。不论采用什么形式的有效先进的监测方法最终还是由装备工艺过程实现不断改进创新才能提升一次能源或零能耗（低品位能源）充分利用，也包括余热的有效回收利用。超导纳米传热板式换热器与传统的换热设备有本质的区别，它是通过超导纳米溶液被加热后蒸发，在无阻力状态下发生相变；对板束内加热后传递给另外各种不同的介质，完成蒸发冷凝循环传热过程，所以在传热和传质换热领域是创新的高效节能换热设备。超导纳米传热板式换热器在国内外属首创，将传统的焊接板改成板束进行工艺调整创新，可在不同压力、不同温度、不同应用范围内进行高效的传热。这是解决落实提高经济效益，降低“单位”能耗关键。

 

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是为使传热器能在不同压力、不同温度、不同应用范围内进行高效的传热，旨在制造出一种新型的板式换热器。

本发明采用的技术方案是提供一种超导纳米传热板式换热器，由多个超导纳米板束焊接组合而成，所述板束由多个传热板片焊接而成并进行真空封闭，每个所述板束包括蒸发段和冷凝段，所述板束内填充有超导纳米介质。

本发明还提供一种超导纳米传热板式换热器的制造方法，该方法包括以下步骤：

1）采用数值模拟设计传热板片模具，确定传热板片的热效率及流动阻力，根据传热板片不同的材质物理性，对模具波纹角度及深度进行调整，进行冷压成型；

2）对成型后的板片进行探伤，采用超声波进行拉伸后减薄测量；

3）对成型的传热板片进行板束焊接，同时进行气密试验；

4）将超导纳米介质配置好后向板束内填充；

5）采用机械真空对所述板束进行真空封闭；

6）根据设计参数对板束数量加以确定，对超导纳米板束进行组合，并对组合后的板束进行整体气密或水压试验；

7）按照设计要求将组合后的板束装入壳体，进行整体压力试验检测。

本发明的有益效果是将纳米技术应用到传热板导热液中，传导性更强，又在真空状态下进行相变，相变过程与波纹形状两者优势，形成强化换热，同时增加了传导液与波纹之间传热效率。

附图说明：

图1是本发明中超导纳米传热板换热器的分离式结构；

图2是本发明中超导纳米传热板整体式换热器的整体式结构；

图3是本发明中的超导纳米传热板束示意图；

图4是本发明中的超导纳米传热板的示意图。

 

具体实施例：

超导纳米传热板传热功率的计算公式为：

Q=T₁-T₀/Re=T₀-T₂/Rc  （W）

   其中：Q-------热功率（W）

         T₁------高温热源温度（℃）

         T₀------工质蒸汽温度（℃）

         T₂------低温冷源温度（℃）

         Re-----加热气化段的热阻（℃/W）

         Rc-----放热凝结段的热阻（℃/W）

其中工质蒸汽温度T₀：

T₀=1/2(T1+T2)+Q/2(Rc-Re)  （℃）

超导纳米传热板式换热器，由多个超导纳米板束焊接组合而成，所述板束由多个传热板片焊接而成。超导纳米传热板式换热器的板束将纳米溶液与其他液体混合后作为超导纳米介质（导热载体）。采用纳米溶液的优点是：纳米溶液受热后，在真空板束内迅速蒸发：利用低气压范围（一般在10^-3—10^-10torr）在蒸发腔内分子或者原子，彼此间不产生碰撞；在蒸发过程中生长表面没有活性；并且由于化学、力学、和输运现象控制平衡，实现可逆转化。