[发明专利]一种开槽纺锤形翅片印刷电路板换热器芯体

说明书

本发明公开了一种开槽纺锤形翅片印刷电路板换热器芯体，该芯体由换热板堆叠而成，换热板包括冷侧换热板以及位于冷侧换热板两侧的热侧换热板，所述换热板上采用光化学蚀刻法蚀刻有若干开槽纺锤形翅片，所述开槽纺锤形翅片为非连续对称型翅片，冷侧换热板与两侧热侧换热板之间的空间分别形成冷流体通道和热流体通道，用于供冷热流体流动传热。本发明提供的开槽纺锤形翅片流体通道有如下优势：第一，可以抑制流动分离，消除翅片前缘的法向冲击，有效降低流动阻力；第二，非连续型翅片能破坏边界层发展，强化传热；第三，翅片开槽可以增加换热面积，提升换热器紧凑性。经数值模拟，本发明与相同几何参数的翼型翅片PCHE相比，单位长度压降降低9.2％～11.3％。

技术领域

本发明属于高效低阻紧凑式换热器领域，具体涉及一种开槽纺锤形翅片印刷电路板换热器芯体。

背景技术

印刷电路板换热器(PCHE,printed circuit heat exchanger)属于微通道板式换热器范畴，其毫米级流体通道是在金属板上通过光化学蚀刻技术加工形成的，换热器芯体是通过扩散焊接技术将换热板结合形成的。PCHE具有耐高温高压、结构紧凑、换热器效能高的优势，适用于超临界二氧化碳布雷顿循环系统、超高温气冷堆和钠冷堆等领域。

PCHE的翅片可以分为两大类：连续型翅片和非连续型翅片。连续型翅片沿流动方向连续，翅片之间形成流体通道，常见形式有直通道、之字形通道和波形通道等；非连续型翅片沿流动方向不连续，常见形式有矩形翅片、S型翅片、翼型翅片等。研究表明非连续型翅片的流动传热性能优于连续型翅片，其中，以翼型翅片PCHE的综合性能最优，其翅片的不连续性可以破坏边界层发展，提高传热性能，且流线型翅片外形可以有效抑制流动分离，降低流动阻力。在相同换热量条件下，翼型翅片PCHE的压降仅为之字形通道PCHE的1/20，但翼型翅片前缘的流动滞止会增加局部流动阻力，需要对翅片外形进一步优化以降低流动阻力。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种开槽纺锤形翅片印刷电路板换热器芯体。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种开槽纺锤形翅片印刷电路板换热器芯体，该芯体由换热板堆叠而成，换热板包括冷侧换热板以及位于冷侧换热板两侧的热侧换热板，所述换热板上采用光化学蚀刻法蚀刻有若干开槽纺锤形翅片，所述开槽纺锤形翅片为非连续对称型翅片，冷侧换热板与两侧热侧换热板之间的空间分别形成冷流体通道和热流体通道，用于供冷热流体流动传热。

所述热侧换热板和冷侧换热板的厚度为1.0～3.0mm。

所述冷流体通道和热流体通道的高度为0.5～2.0mm。

所述开槽纺锤形翅片最大内切圆圆心位于翅片几何中心，翅片外缘光滑无拐点，翅片迎流面中心开槽，若干开槽纺锤形翅片在换热板上呈错列排列。

所述开槽纺锤形翅片的长度为2.0～8.0mm，翅片宽度为0.5～2.0mm，翅片高度为0.5～2.0mm，开槽宽度为0.1～0.6mm。

相邻开槽纺锤形翅片的水平间距为4.0～24.0mm，翅片错列间距为1.0～12.0mm，翅片垂直间距为1.0～8.0mm。

与现有PCHE类型相比，本发明至少具有如下有益的技术效果：