一種三角形內(nèi)翅片熱管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于熱管領(lǐng)域，尤其涉及一種三角形內(nèi)翅片熱管。
【背景技術(shù)】
[0002]熱管技術(shù)是1963年美國洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)國家實驗室的喬治格羅佛(George Grover)發(fā)明的一種稱為“熱管”的傳熱元件，它充分利用了熱傳導(dǎo)原理與相變介質(zhì)的快速熱傳遞性質(zhì)，透過熱管將發(fā)熱物體的熱量迅速傳遞到熱源外，其導(dǎo)熱能力超過任何已知金屬的導(dǎo)熱能力。
[0003]熱管技術(shù)以前被廣泛應(yīng)用在宇航、軍工等行業(yè)，自從被引入散熱器制造行業(yè)，使得人們改變了傳統(tǒng)散熱器的設(shè)計思路，擺脫了單純依靠高風(fēng)量電機(jī)來獲得更好散熱效果的單一散熱模式，采用熱管技術(shù)使得散熱器獲得滿意的換熱效果，開辟了散熱行業(yè)新天地。目前熱管廣泛的應(yīng)用于各種換熱設(shè)備。
[0004]—般情況下，熱管包括蒸發(fā)端和冷凝端，蒸發(fā)段的流體吸熱蒸發(fā)，到冷凝端進(jìn)行冷凝，將熱量傳遞給外部的流體，無論是蒸發(fā)端還是冷凝端，在換熱過程中會存在氣液兩相流的情況，而且隨著熱管的老化，熱管中會產(chǎn)生一些不凝氣體，從而導(dǎo)致熱管換熱系數(shù)的降低。
[0005]此外，熱管蒸發(fā)端和冷凝端在換熱過程中，蒸發(fā)端和冷凝端的各個位置換熱量不同，從而導(dǎo)致局部換熱不均勻。
[0006]針對上述問題，本發(fā)明提供了一種新的熱管，從而解決熱管換熱的情況下的換熱系數(shù)低及其換熱不均勻的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了一種新的熱管，從而解決前面出現(xiàn)的技術(shù)問題。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種三角形內(nèi)翅片熱管，包括扁平管，所述扁平管包括互相平行的管壁，所述相鄰的管壁之間形成流體通道，其特征在于，熱管包括設(shè)置在扁平管中的翅片，所述翅片設(shè)置在管壁之間，所述翅片包括傾斜于管壁的傾斜部分，所述的翅片為三角型翅片，所述的傾斜部分與上下管壁連接，相鄰的傾斜部分以及管壁之間構(gòu)成三角形；在傾斜部分上通過沖壓方式加工突起，從而使傾斜部分兩側(cè)的流體通過傾斜部分上沖壓方式形成的孔連通；所述突起從傾斜部分沿著流體流動方向向外延伸。
[0009]作為優(yōu)選，熱管包括蒸發(fā)端和冷凝端，翅片設(shè)置在所述蒸發(fā)端和/或冷凝端。
[0010]作為優(yōu)選，傾斜部分和管壁之間構(gòu)成三角形是等邊三角形，所述突起為等腰三角形，所述等腰三角形的底邊設(shè)置在傾斜部分上，等邊三角形高度為H，等腰三角形底邊的長度為h，等腰三角形的頂角為b，所述突起的延伸方向與混合物的流動方向的夾角為a，滿足如下公式:
c5*h/H=cl*Ln(L*sin (a)/w)+c2,其中 0.19〈 cl<0.20, 0.64 <c2<0.66, 8.5<c5<9.5 ；sin(b/2)=c3-c4*Ln(sin(a))，其中=0.47〈 c3〈0.48，0.34<c4<0.36 ；
其中=15。<a<66°，55。<b〈165。，H=7_15mm;
其中Ln是對數(shù)函數(shù)；
0.13〈L*sin(a)/w〈0.22，0.25〈c5*h/H〈0.38 ；
H是以相鄰管壁相對的面之間的距離，W是以等腰三角形底邊的中點在等邊三角形上的點在平行于管壁方向延伸到等邊三角形相鄰邊的距離，L為等腰三角形的頂點到底邊中點的距離。
[0011]作為優(yōu)選，cl=0.195，c2=0.65，c3=0.475，c4=0.35，c5=9。
[0012]作為優(yōu)選，所述傾斜部分為多個，所述向同一方向延伸的傾斜部分互相平行。
[0013]作為優(yōu)選，所述的突起與流體的流動方向所形成的夾角為銳角。
[0014]作為優(yōu)選，所述突起的延伸方向與流體的流動方向的夾角為a，同一個傾斜部分設(shè)置多個突起，沿著流體的流動方向，所述的夾角a越來越小。
[0015]作為優(yōu)選，同一個傾斜部分設(shè)置多個突起，多個突起交錯從傾斜部分兩側(cè)向外延伸。
[0016]作為優(yōu)選，所述突起延伸的長度為L，同一個傾斜部分設(shè)置多個突起，沿著流體的流動方向，所述的長度L越來越大。
[0017]作為優(yōu)選，所述突起為等腰三角形，所述等腰三角形的底邊設(shè)置在傾斜部分上，作為優(yōu)選，底邊與傾斜部分的傾斜角度相同，所述等腰三角形的頂角為b，同一個傾斜部分設(shè)置多個突起，沿著流體的流動方向，所述的頂角b越來越大。
[0018]作為優(yōu)選，所述突起為等腰三角形，所述等腰三角形的底邊設(shè)置在傾斜部分上，作為優(yōu)選，底邊與傾斜部分的傾斜角度相同，所述等腰三角形的底邊為S1，同一個傾斜部分設(shè)置多個突起，沿著流體的流動方向，所述的S1越來越小。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的板式換熱器及其換熱管壁具有如下的優(yōu)點:
1)本發(fā)明通過在熱管中設(shè)置沖壓的突起的板翅散熱片，解決了含有不凝氣體或兩相流的換熱效率低的問題，大大的節(jié)約了能源，克服了熱管換熱系統(tǒng)效率低的問題。
[0020]2)本發(fā)明通過外部翅片規(guī)律性的變化，使得整體上熱管散熱均勻，避免熱管局部溫度過熱，造成散熱效果過差，延長熱管壽命。
[0021]3)沖壓“突起”形成的小孔，借助“突起”下游壓力場的影響，可實現(xiàn)翅片兩側(cè)介質(zhì)的壓力及質(zhì)量交換，對粘性底層和液膜的穩(wěn)定性造成破壞，強(qiáng)化換熱；
4)通過大量的實驗，確定了最佳的熱管的結(jié)構(gòu)尺寸；
5)通過設(shè)計相鄰的管壁的距離為H，等腰三角形底邊的長度為h，相鄰的傾斜部分的距離為w，等腰三角形的頂角為b，所述突起的延伸方向與流體的流動方向的夾角為a等參數(shù)沿著流體流動方向的變化，提高了換熱效率或者降低流體壓力。
[0022]
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明熱管的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明熱管蒸發(fā)端或冷凝端橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明外部設(shè)置翅片熱管蒸發(fā)端或冷凝端橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明一個熱管內(nèi)翅片橫切面的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明外部設(shè)置翅片熱管蒸發(fā)端或冷凝端橫截面的改進(jìn)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明設(shè)置突起結(jié)構(gòu)傾斜部分平面的示意圖；
圖7是本發(fā)明設(shè)置突起結(jié)構(gòu)傾斜部分平面的另一個示意圖；
圖8是本發(fā)明的三角形突起結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9是本發(fā)明三角形突起流道中的切面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖10本發(fā)明突起向傾斜部分兩側(cè)延伸的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]附圖標(biāo)記如下:
1熱管，2流體通道，3管壁，4傾斜部分，5頂點，6突起，7翅片，8蒸發(fā)段，9絕熱段，10冷凝段，11外部翅片。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細(xì)的說明。
[0026]本文中，如果沒有特殊說明，涉及公式的，“/”表示除法，“ X ”、表示乘法。
[0027]如圖1所示，一種熱管1，包括蒸發(fā)端8、冷凝端10，優(yōu)選還包括絕熱端9，蒸發(fā)端8吸熱，熱管中密封的流體蒸發(fā)，然后流體進(jìn)入冷凝端10，經(jīng)熱量通過冷凝端傳遞給外部，然后換熱后的流體成為液體，再流到蒸發(fā)端8。
[0028]如圖2所示，所述熱管1包括扁平管，所述扁平管包括互相平行的管壁3，所述相鄰的管壁3之間形成流體通道2。在扁平管1內(nèi)部設(shè)置翅片7，優(yōu)選在熱管1的蒸發(fā)端8和/或冷凝端10中設(shè)置翅片7。所述翅片7包括與管壁3傾斜的傾斜部分4，所述的翅片為三角型翅片，所述的傾斜部分4與上下管壁連接，相鄰的傾斜部分4以及管壁之間構(gòu)成三角形；在傾斜部分4上通過沖壓方式加工突起6，從而使傾斜部分4兩側(cè)的流體通過傾斜部分4上通過沖壓方式形成的孔連通；所述突起6從傾斜部分4向外延伸。
[0029]所述扁平管可以是一體化制造的，也可以是分體制造。
[0030]作為優(yōu)選，向同一方向延伸傾斜部分4互相平行。
[0031]通過設(shè)置突起6，具有如下的優(yōu)點:
1)一方面可以破壞層流底層，沒有損失換熱面積，而且“尖”和“孔”可以分別在不同高度上擾動流體，強(qiáng)化換熱；
2)沖壓突起形成的小孔，借助突起下游壓力場的影響，可實現(xiàn)翅片兩側(cè)介質(zhì)的壓力及質(zhì)量交換，對粘性底層和液膜的穩(wěn)定性造成破壞，強(qiáng)化換熱。
[0032]3)針對含有不凝氣體的流體或者兩相流體，能夠借助“突起”實現(xiàn)擴(kuò)大氣液界面以及氣相邊界層與冷卻壁面的接觸面積并增強(qiáng)擾動。
[0033]在蒸發(fā)端8和/或冷凝端內(nèi)采取上述措施，能夠極大的提高了流體的換熱效率。與正常的流體換熱相比，能夠提高15 - 25%的換熱效率。
[0034]作為優(yōu)選，所述的突起6與流體的流動方向所形成的夾角為銳角，需要說明的是，此處以及后面所提及的流體的流動方向是指流體從蒸發(fā)端向冷凝端的流動方向。
[0035]作為優(yōu)選，所述傾斜部分頂點5為平面，所述相鄰的兩個傾斜部分的定點5相連，所述頂點5與管壁3相連。因為設(shè)置定點5為平面，因此使得傾斜部分4與管壁接觸面積大，從而使得管壁和傾斜部分更充分更好的接觸。使得安裝更加容易，避免滑動。
[0036]作為優(yōu)選，相鄰的傾斜部分4以及管壁之間構(gòu)成三角形中，傾斜部分4相對的內(nèi)表面形成三角形的頂點，所述三角形的頂點位于管壁上。
[0037]圖6中流體的流動方向是從左往右。但此處的左右只是說明流體沿著突起的流動方向，并不表示實際一定左右流動。
[0038]如圖9所示，所述突起6的延伸方向與流體的流動方向的夾角為a，如圖6所示，沿著流體的流動方向，同一個傾斜部分4設(shè)置多個突起6，沿著流體的流動方向，所述的夾角a越來越大。
[0039]通過實驗發(fā)現(xiàn)，通過夾角a的逐漸變大，與夾角a完全相同相比，可以實現(xiàn)更高的換熱效率，能夠大約提高10%左右的換熱效率。
[0040]作為優(yōu)選，沿著混合物的流動方向，夾角a變大的幅度越來越小。通過實驗發(fā)現(xiàn)，變化夾角a的變大的幅度，可以保證換熱效率的情況下，進(jìn)一步降低流動阻力，能夠大約降低5%左右的流動阻力。
[0041 ] 作為優(yōu)選，所述突起6延伸的長度為L，沿著流體的流動方向，同一個傾斜部分4設(shè)置多個突起6，沿著流體的流動方向，所述的長度L越來越大。通過實驗發(fā)現(xiàn)，通過長度L的逐漸變大，與長度L完全相同相比，可以實現(xiàn)更高的換熱效率，能夠大約提高9%左右的換熱效率。
[0042]作為優(yōu)選，沿著流體的流動方向，長度L變大的幅度越來越小。通過實驗發(fā)現(xiàn)，長度L的變大的幅度越來越小，可以保證換熱效率的情況下，進(jìn)一步降低流動阻力，能夠大約降低5%左右的流動阻力。
[0043]作為優(yōu)選，所述突起6為等腰三角形，所述等腰三角形的底邊設(shè)置在傾斜部分4上，作