對氣體熱交換），在兩種液體之間（液體對液體熱交換）或者在 氣體與液體之間傳熱。
[0038] 示例熱交換器200包括細(xì)長熱交換器主體201，細(xì)長熱交換器主體201具有第一 端202a和與第一端202a相對的第二端202b。熱交換器主體201包括在第一端202a的燃 料端口 204b和傳熱流體端口 204a ;并且熱交換器主體201包括在第二端202b的另一燃料 端口 204d和另一傳熱流體端口 204c。燃料流動路徑203b在燃料端口 204b、204d之間穿過 熱交換器主體201延伸；并且傳熱流體流動路徑203a在傳熱流體端口 204a、204c之間穿過 熱交換器主體201延伸。在圖示示例中，安裝支承件206從熱交換器主體201的側(cè)部延伸。 示例安裝支承件206包括孔210以接納安裝硬件（例如，螺栓等）以在應(yīng)用中安裝熱交換 器 200。
[0039] 示例熱交換器200包括彼此平行的兩個并排流動路徑。如在附圖中所示，燃料流 動路徑203b平行于傳熱流體流動路徑203a并且在傳熱流體流動路徑203a的旁側(cè)。示例 燃料流動路徑203b在燃料端口 204b、204d之間是直的并且其在燃料端口 204、204d之間具 有等截面。示例傳熱流體流動路徑203a在傳熱流體端口 204a、204c之間是直的并且其在 傳熱流體端口 204a、204c之間具有等截面。
[0040] 示例熱交換器200包括在燃料流動路徑203b與傳熱流體流動路徑203a之間的傳 熱壁205。翅片從傳熱壁205伸入到流動路徑內(nèi)。如在圖2C中所示，三個翅片212a、212b、 212c伸入到燃料流動路徑203b內(nèi)，并且三個翅片212d、212e、212f伸入到傳熱流體流動路 徑203a內(nèi)。熱交換器可以包括在任一流動路徑或兩個流動路徑中的不同數(shù)量的翅片（例 如，少于三個翅片，或者多于三個翅片）。
[0041] 在圖2A、圖2B和圖2C所示的示例中，流動路徑具有大體上圓柱形幾何形狀。例 如，熱交換器主體201的端口和弓形內(nèi)表面限定大體上圓柱形幾何形狀。傳熱壁205遵循由 圓柱形幾何形狀限定的徑向周邊，并且翅片從傳熱壁205朝向徑向幾何形狀所限定的中心 線延伸。如圖所示，每個流動路徑包括多個長度的翅片。中間翅片212b、212e各比其相應(yīng) 相鄰?fù)獬崞?212a、212c、212d、212f 更長。示例翅片 212a、212b、212c、212d、212e、212f 是從 每個相應(yīng)流動路徑的圓柱幾何形狀的徑向周邊延伸的細(xì)長結(jié)構(gòu)。在示例熱交換器200中， 翅片止于流動路徑中心線附近的倒圓頂端。翅片可以具有另一形狀。
[0042] 示例熱交換器200的傳熱壁205和翅片促進(jìn)了在兩個流動路徑之間的傳熱。傳熱 壁和翅片的厚度、大小和幾何形狀可以基于各種考慮來規(guī)定。例如，更薄的翅片可以提供更 大的截面用于流體流動和更低效的傳熱；更大數(shù)量的翅片可以提供更高效的傳熱和更小的 機(jī)械穩(wěn)定性；更厚的傳熱壁可以適應(yīng)更容易的安裝和更低效傳熱。在某些示例實(shí)施方式中， 流動路徑盡可能靠在一起放置同時允許安裝燃料和冷卻劑配件（例如，利用端部開口六角 扳手或其它設(shè)備）。也可以考慮其它因素。
[0043] 示例熱交換器200包括伸入到流動路徑內(nèi)的突起。如在圖2C中所示，突起214a 與翅片212a、212b、212c相對地伸入到燃料流動路徑203b內(nèi)；并且突起214b與翅片212d、 212e、212f相對地伸入到傳熱流體流動路徑203a內(nèi)。示例突起214a、214b從相應(yīng)流動路徑 的大體上圓柱形幾何形狀突伸。如在圖2C中所示，示例突起214a、214b為凸弓形結(jié)構(gòu)，其 從每個相應(yīng)流動路徑的圓柱形幾何形狀的徑向周邊延伸。突起可以具有另一形狀。
[0044] 示例熱交換器200的突起214a、214b導(dǎo)向每個流動路徑內(nèi)的流體流向翅片。因?yàn)?翅片提供在流動路徑之間的傳熱，突起214a、24b可以通過造成更大比例的流體接觸翅片 而促進(jìn)示例熱交換器200中的更高效的傳熱。例如，突起214a、214b增加了直接在翅片之 間和在翅片周圍的流動面積比例。
[0045] 示例熱交換器主體201是可以通過擠壓或另一制造過程形成的整體結(jié)構(gòu)。熱交換 器主體201可以由導(dǎo)熱材料例如鋁形成。在某些實(shí)施方式中，熱交換器主體201可以是用 擠壓模具擠壓鋁并將擠壓形狀切割成適當(dāng)長度而形成。端口 204b、204a、202d、204c可以機(jī) 械加工成適應(yīng)配件、密封件或其它硬件。在某些實(shí)施方式中，燃料配件為SAE-80形環(huán)直螺 紋并且熱交換器的燃料端口包括0形環(huán)封套，并且冷卻劑配件為1/2〃NPT配件并且冷卻劑 端口并不包括〇形環(huán)封套。
[0046] 示例熱交換器主體201可以適應(yīng)各種配置。在某些情況下，在一端202a的兩個端 口 204b、204a是入口，并且在相對端202b的兩個端口 204d、204c是出口。在這些情況下， 流動路徑203b、203a被配置成在相同方向上傳送流動，即從在一端202a的入口到在相對端 202b的出口。在某些情況下，流動路徑203b、203a被配置成在相反方向上傳送流動。作為 示例，在某些實(shí)施方式中，燃料端口 204b是燃料入口；燃料端口 204d是燃料出口，傳熱流體 端口 204a是傳熱流體出口，并且傳熱流體端口 204c是傳熱流體入口。
[0047] 在某些操作方面，燃料氣體通過燃料流動路徑203b傳送，并且發(fā)動機(jī)冷卻劑流體 通過傳熱流體流動路徑203a傳送。從傳熱流體流動路徑203a中的發(fā)動機(jī)冷卻劑流體向燃 料流動路徑203b中的燃料氣體傳熱。熱交換器主體201的導(dǎo)熱材料在流體流動路徑之間 提供傳熱路徑。傳熱路徑包括傳熱壁205和翅片212a、212b、212c、212d、212e、212f。燃料 氣體由來自發(fā)動機(jī)冷卻劑流體的熱能加熱。其它類型的流體可以在示例熱交換器200中被 加熱，并且示例熱交換器200可以從其它類型的傳熱流體提取熱能。
[0048] 在某些情形下，示例熱交換器200的設(shè)計可以提供一種或多種優(yōu)點(diǎn)。例如，示例熱 交換器200能夠在嚴(yán)酷環(huán)境下并且在其經(jīng)受極端操作條件時幸存。在某些情形下，示例熱 交換器200可以用作機(jī)械結(jié)構(gòu)中的承載構(gòu)件，其能導(dǎo)致更少的結(jié)構(gòu)部件和更輕的組件。示 例熱交換器200在某些實(shí)施方式中可以被切割成規(guī)定長度以便于總傳熱要求和空間約束。 在某些示例中，示例熱交換器200可以適用于柴油燃料冷卻器或加熱器系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)油冷 卻器系統(tǒng)、傳動油冷卻器系統(tǒng)、液壓流體冷卻器系統(tǒng)、液化天然氣（LNG)汽化器系統(tǒng)和其它 類型的系統(tǒng)中。在某些環(huán)境中，多個熱交換器可以用于多流道配置中以增加傳熱。在某些 情況下，熱交換器配置可以豎直安裝并且用作汽化器和液體捕集器（例如，在液化石油氣 (LPG)調(diào)節(jié)系統(tǒng)等）。
[0049] 在某些情形下，示例熱交換器200的燃料和傳熱流體端口可以被配置成用于規(guī)定 的操作環(huán)境。例如，端口可以帶螺紋以用于流體配件，被機(jī)械加工用于〇形環(huán)密封端帽，〇形 環(huán)密封端帽可以用于將多個擠壓件聯(lián)接在一起。在某些實(shí)施方式中，示例熱交換器200可 以被機(jī)械加工成適應(yīng)傳感器端口。例如，示例熱交換器200可以包括用于測量流體溫度、壓 力、質(zhì)量流量或其它流體參數(shù)的端口。
[0050] 示例熱交換器200的參數(shù)和特點(diǎn)可以適應(yīng)特定設(shè)計目的。例如，流動路徑、入口、 翅片和突起的大小和幾何形狀可以基于傳熱原理而規(guī)定。各種熱力學(xué)原理可以用于分析熱 交換器設(shè)計。例如，熱交換器設(shè)計分析可以考慮到牛頓冷卻定律，雷諾數(shù)、努塞爾特數(shù)、普朗 特數(shù)、對流系數(shù)、傳熱參數(shù)和其它分析工具。從牛頓冷卻定律（對流傳熱）：
[0051] q = h*A (Ts-Tm)
[0052] 其中q是傳熱，h是對流系數(shù)，A是傳熱表面積，Ts是表面溫度，并且Tm是流體溫 度。某些設(shè)計設(shè)法增加或優(yōu)化傳熱量q。傳熱系數(shù)可能受到熱交換器表面附近的流體中的 熱邊界層影響。在邊界層的傳熱系數(shù)可能遵循方程式
[0053]
[0054] 其中kf是流體熱導(dǎo)率并且導(dǎo)數(shù)項(xiàng)是在該表面處的溫度梯度。
[0055] 努塞爾特數(shù)（Nu)可以從流動路徑的有效直徑（L)(與幾何形狀有關(guān)）、流體熱導(dǎo)率 (kf)和對流系數(shù)（h)導(dǎo)出。努塞爾特數(shù)是如下表達(dá)的無量綱量：
[0056]
[0057] 努塞爾特數(shù)可以用于熱交換器分析，例如，因?yàn)槠涿枋隽嗽诒砻嫣幍臒o量綱溫度 梯度并且因此能提供從熱交換器的濕潤表面到流體的傳熱的度量。努塞爾特數(shù)也可以由許 多經(jīng)驗(yàn)關(guān)系來表達(dá)，這些經(jīng)驗(yàn)關(guān)系針對各種熱交換器幾何形狀而建立，諸如用于圓形管中 內(nèi)部流量的迪特斯一波爾特（Dittus-Boelter)方程。這個方程式的總體形式涉及努塞爾 特數(shù)到雷諾數(shù)（Re)和普朗特數(shù)（Pr):
[0058] Nu = f (Re, Pr)
[0059] 雷諾數(shù)描述了在慣性力和粘性力之比方面的流體性質(zhì)：