一種基于紊流原理的熱交換風(fēng)管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種熱交換風(fēng)管，包括風(fēng)管、貫通的風(fēng)道以及形成紊流效應(yīng)的風(fēng)道內(nèi)壁。所述紊流效應(yīng)的風(fēng)道內(nèi)壁上有使氣流形成紊流的粗糙凹凸面。由于本發(fā)明的熱交換風(fēng)管將其內(nèi)壁制作成粗糙的凹凸面，當(dāng)風(fēng)道內(nèi)通過空氣時，在風(fēng)道內(nèi)表面形成紊流氣流，使空氣與熱源充分進(jìn)行熱交換，從而提高熱交換的效率。
【專利說明】-種基于紊流原理的熱交換風(fēng)管

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種風(fēng)管，特別涉及一種基于紊流原理的熱交換風(fēng)管，屬于熱交換技 術(shù)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 熱交換風(fēng)管作為熱交換的通風(fēng)管道，其內(nèi)壁一般都是光滑的，如電動機的冷卻風(fēng) 道所采用的熱交換風(fēng)管，這種結(jié)構(gòu)具有制作簡單的優(yōu)點。內(nèi)壁光滑的熱交換風(fēng)管有利于減 小風(fēng)阻耗損，但由于熱交換風(fēng)管的內(nèi)壁光滑平整，風(fēng)管內(nèi)壁表面風(fēng)速過快，熱交換不充分， 所以熱交換效率低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明提供一種散熱效果好的熱交換風(fēng)管。
[0004] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：熱交換風(fēng)管，包括風(fēng)管、貫通的風(fēng)道以及形成紊流效應(yīng) 的風(fēng)道內(nèi)壁。紊流效應(yīng)的風(fēng)道內(nèi)壁上有使氣流形成紊流的粗糙凹凸面。風(fēng)道的橫截面形狀 可以為任意形狀。粗糙的凹凸面可以是眾多的小凸起，也可以是沿著風(fēng)道壁的有規(guī)律的高 低交錯的小棱，并且這些小棱垂直于風(fēng)的流向。
[0005] 作為一個特例，熱交換風(fēng)管是由帶孔的金屬沖片疊壓而成，帶孔的金屬沖片可以 有兩種，這兩種金屬沖片的孔大小不等、形狀相似，即大孔金屬沖片和小孔金屬沖片。大孔 金屬沖片與小孔金屬沖片交替疊壓，形成有規(guī)律的高低交錯的小棱。
[0006] 本發(fā)明的熱交換風(fēng)管特點在于：由于本發(fā)明的熱交換風(fēng)管將其內(nèi)壁做作成粗糙 的凹凸面，當(dāng)風(fēng)道內(nèi)通過空氣時，在風(fēng)道內(nèi)表面形成紊流氣流，使空氣與熱源充分進(jìn)行熱交 換；而風(fēng)道中心處的氣流依然高速，可以很好的帶走風(fēng)管本體的熱量，如此，完成高效的熱 交換。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 圖1為本發(fā)明熱交換風(fēng)管實施例一的立體示意圖；
[0008] 圖2為圖1中A部分放大圖；
[0009] 圖3為本發(fā)明熱交換風(fēng)管的實施例一主視圖；
[0010] 圖4為圖3的B-B向剖視圖；
[0011] 圖5為構(gòu)成本發(fā)明熱交換風(fēng)管實施例一的第一風(fēng)管沖片主視圖；
[0012] 圖6為構(gòu)成本發(fā)明熱交換風(fēng)管實施例一的第二風(fēng)管沖片主視圖；
[0013] 圖7為本發(fā)明熱交換風(fēng)管實施例二的立體示意圖；
[0014] 圖8為本發(fā)明熱交換風(fēng)管的實施例二主視圖；
[0015] 圖9為圖7中C部分放大圖。
[0016] 1-實施例一熱交換風(fēng)管 2-風(fēng)道
[0017] 3-風(fēng)管散熱筋 4-凹面
[0018] 5-凸面 6-第一金屬沖片
[0019] 7-第二金屬沖片 8-第一通孔
[0020] 9-第二通孔 10-第一散熱筋
[0021] 11-第二散熱筋 12-實施例二熱交換風(fēng)管
[0022] 13-風(fēng)道 14-風(fēng)管散熱筋
[0023] 15-凹面 16-凸面

【具體實施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限 定。
[0025] 本發(fā)明根據(jù)空氣動力學(xué)，提供一種基于紊流原理的熱交換風(fēng)管，熱交換風(fēng)管的風(fēng) 道內(nèi)表面有使流經(jīng)的氣流形成紊流的粗糙凹凸面，以延長氣流在熱交換風(fēng)管內(nèi)停留的時 間，從而提_換熱效率。
[0026] 實施例一
[0027] 如圖1至圖6所示，本發(fā)明實施例一熱交換風(fēng)管1，由第一金屬沖片6與第二金屬 沖片7交替疊壓形成的。第一金屬沖片6開設(shè)了第一通孔8,并設(shè)置了第一散熱筋10 ;第二 金屬沖片7開設(shè)了第二通孔9,并設(shè)置了第二散熱筋11 ;第一通孔8與第二通孔9、第一散 熱筋10與第二散熱筋11均是大小不等、形狀相似。兩種金屬沖片交替疊壓后，第一通孔8 與第二通孔9相連形成風(fēng)道2,第一散熱筋10與第二散熱筋11相連形成風(fēng)管散熱筋3,并 且，風(fēng)道2內(nèi)表面與散熱筋3周圍有交替分布的凹面4與凸面5,當(dāng)風(fēng)道2內(nèi)通過空氣時，在 風(fēng)道2內(nèi)表面形成紊流氣流，使空氣與熱源充分進(jìn)行熱交換；而風(fēng)道2中心處的氣流依然高 速，可以很好的帶走熱交換風(fēng)管1本體的熱量，如此，完成高效的熱交換。
[0028] 實施例二
[0029] 如圖7至圖9所示，本發(fā)明實施例二熱交換風(fēng)管12,風(fēng)道13橫截面的圓周上有圓 弧形狀的風(fēng)管散熱筋14,風(fēng)道13內(nèi)表面軸向方向上設(shè)置有凹面15與凸面16交替均勻分 布。如此，當(dāng)風(fēng)道13內(nèi)通過空氣時，在風(fēng)道13內(nèi)表面形成紊流氣流，使空氣與熱源充分進(jìn) 行熱交換；而風(fēng)道13中心處的氣流依然高速，可以很好的帶走熱交換風(fēng)管12本體的熱量， 完成高效的熱交換。
[0030] 上面只是列舉了兩種具體形式的熱交換風(fēng)管作為實施例進(jìn)行說明，實質(zhì)上，只要 能在風(fēng)孔的內(nèi)壁表面形成粗糙的凹凸面，干擾流經(jīng)風(fēng)道內(nèi)表面的氣流形成紊流即可，使氣 流與熱源充分進(jìn)行熱交換，如此，完成高效的熱交換。因此，風(fēng)管本體和風(fēng)道的截面形狀可 以多做成任意形式的，而且散熱筋的設(shè)置也不僅限于上述實施例中所描述的。
[0031] 通過實驗證明，本發(fā)明的熱交換風(fēng)管可以提高轉(zhuǎn)換效率18%?22. 5%。
[0032] 取兩種熱交換風(fēng)管(該兩種熱交換風(fēng)管的區(qū)別僅在于一種風(fēng)管的風(fēng)道有使氣流形 成紊流的粗糙凹凸面即本發(fā)明中的熱交換風(fēng)管，另一種風(fēng)管的風(fēng)道不具有凹凸面，其他結(jié) 構(gòu)尺寸都相同)，在兩者的外面分別纏上相同規(guī)格、相同發(fā)熱功率的電加熱片；同時外面包 上保溫棉，隔絕熱交換風(fēng)管與空氣的自然散熱；同時，在兩熱交換風(fēng)管一端連接同樣的可控 吹風(fēng)裝置。
[0033] 具體實驗時，在同一環(huán)境下，對熱交換風(fēng)管實施同等功率的加熱，并啟動吹風(fēng)裝 置，控制兩熱交換風(fēng)管出風(fēng)口為同等風(fēng)速，保證同等時間的出風(fēng)量一致。實驗認(rèn)為：熱交換 風(fēng)管外部對其影響忽略不計，對熱交換風(fēng)管加熱，熱交換風(fēng)管溫度逐漸升高，同時由吹風(fēng)裝 置送進(jìn)來的冷空氣與熱交換風(fēng)管進(jìn)行熱交換，將熱交換風(fēng)管的熱量帶出熱交換風(fēng)管。當(dāng)熱 交換風(fēng)管出風(fēng)量一定時，熱交換風(fēng)管內(nèi)部的熱交換在一定時間后達(dá)到平衡，熱交換風(fēng)管溫 升趨于穩(wěn)定。
[0034] 實驗結(jié)果驗證為：當(dāng)熱交換風(fēng)管溫升穩(wěn)定時，以熱交換風(fēng)管的整體平均溫升反映 熱交換能力。由于加熱功率同等，熱交換風(fēng)管散熱忽略不計，所以，當(dāng)兩熱交換風(fēng)管出風(fēng)量 同等時，熱交換風(fēng)管平均溫升高，則空氣帶走熱量少，熱交換能力弱；熱交換風(fēng)管平均溫升 低，則空氣帶走熱量少，熱交換能力強。
[0035] 實驗數(shù)據(jù)如下表1所示，加熱片功率為890W，通過對比可得知：能形成紊流的本發(fā) 明的熱交換風(fēng)管的熱交換能力相對無紊流的現(xiàn)有技術(shù)的熱交換風(fēng)管強18%?22. 5%，通過 優(yōu)化可能更高。
[0036] 熱交換風(fēng)管的平均溫升為相對初始溫度的平均溫升。
[0037] 表 1 :
[0038]

【權(quán)利要求】
1. 一種熱交換風(fēng)管，包括風(fēng)管、貫通的風(fēng)道以及形成紊流效應(yīng)的風(fēng)道內(nèi)壁。所述紊流效 應(yīng)的風(fēng)道內(nèi)壁上有使氣流形成紊流的粗糙凹凸面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換風(fēng)管，其特征在于，所述風(fēng)管風(fēng)道的橫截面形狀可以 為任意形狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換風(fēng)管，其特征在于，風(fēng)道內(nèi)可以有散熱筋，也可以沒有 散熱筋。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換風(fēng)管，其特征在于，粗糙的凹凸面可以是眾多的小凸 起，也可以是沿著風(fēng)道壁的有規(guī)律的高低交錯的小棱，并且這些小棱垂直于風(fēng)的流向。
【文檔編號】F28F13/02GK104515425SQ201310451541
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】孫德全, 劉大寶, 潘克燦, 徐長山 申請人:安徽明騰永磁機電設(shè)備有限公司