[发明专利]一种航空用基于场协同的板翅式换热器翅片流道布置结构

说明书

本发明公开了一种航空用基于场协同的板翅式换热器翅片流道布置结构，散热器芯体中翅片流道布置根据设计工况下的速度矢量、温度梯度场及其夹角关系合理布置翅片流道角度，从而强化换热，突破了传统散热器芯体翅片流道布置单一的设计局限，根据场协同原理，此设计可以提高换热区域温度场和速度场的协同性，有效提高产品的换热性能。从而在同种设计工况下产品体积更小重量更轻，能够节省吊舱空间，减轻环控系统设备重量，提高飞机功重比和战术能力。

技术领域

本发明属于航空吊舱环控技术领域，具体涉及一种航空用基于场协同的板翅式换热器翅片流道布置结构。

背景技术

飞机电子设备吊舱中温度的控制至关重要，温度过高或过低会导致设备无法正常工作甚至失效。散热器作为吊舱环控系统必不可少的换热设备，在保障环境温度方面尤为重要。飞机吊舱内附件的体积和重量大大影响载机的战术能力。目前飞机对附件产品的重量和体积要求逐年提升。传统板翅式散热器的结构设计在散热性能、体积和重量方面已渐不能满足要求。如图4，传统板翅式散热器芯体中翅片流道布置平行于流体流通方向，而不考虑流体的速度场、温度梯度场及其夹角关系，从而换热效率较低，产品体积大重量重。

发明内容

发明目的

本发明提供一种航空用基于场协同的板翅式换热器翅片流道布置结构，提高换热器换热效率，以解决吊舱环控系统中空间位置紧凑、重量要求严苛等问题。

发明技术解决方案

一种航空用基于场协同的板翅式换热器翅片流道布置结构，该结构能够使得冷、热流体叉流流动进行换热。

优选的，该结构包括换热器芯体，换热器芯体中翅片的流道的布置与流体来流方向形成一定夹角。

优选的，翅片的流道与来流方向的夹角等于具体工况下流体温度梯度和速度矢量的夹角θ，cosθ＝U·ΔT/(▏U▕·▏▏T▕)，U为速度矢量，▏T为温度梯度。

优选的，翅片的流道与来流方向的夹角范围为(0°，90°]，该角度范围能够涵盖该发明中强化换热的所有情况。

优选的，翅片包括热边翅片、冷边翅片，换热器芯体中包括若干层交错层叠放置的热边翅片和冷边翅片，所有热边翅片流道方向相同，所有冷边翅片流道方向相同。

优选的，热边翅片相对两侧边设置有热边封条，冷边翅片相对两侧边设置有冷边封条，热边封条冷边封条方向垂直，每相邻两层翅片之间设置隔板，位于最上层的翅片顶面设置上侧板，位于最底层的翅片底面设置下侧板。

优选的，所述的冷边翅片和热边翅片采用锯齿型波纹板。

优选的，所述的冷边翅片和热边翅片的节距s和离散长度b的比例为0.5～2，该参数控制使得本发明的换热器产品在强化换热的同时降低流阻损失增加的幅度。

优选的，所述的隔板厚度为0.4mm～0.8mm，根据航空换热器产品承压能力和减重两方面综合考虑。

优选的，所述的冷边翅片与冷边封条的高度配合公差范围为0.02mm～0.04mm，所述的热边翅片与热边封条的高度配合公差范围为0.02mm～0.04mm，该公差控制能够保证更好的钎焊质量。

本发明的优点：

本发明的一种航空用基于场协同的板翅式换热器翅片流道布置结构，散热器芯体中翅片流道布置根据设计工况下的速度矢量、温度梯度场及其夹角关系合理布置翅片流道角度，从而强化换热，突破了传统散热器芯体翅片流道布置单一的设计局限，根据场协同原理，此设计可以提高换热区域温度场和速度场的协同性，有效提高产品的换热性能。从而在同种设计工况下产品体积更小重量更轻，能够节省吊舱空间，减轻环控系统设备重量，提高飞机功重比和战术能力。

附图说明

图1为板翅式换热器叉流流动形式。