技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特指一種能在粉塵較多的場(chǎng)所使用、防堵性好、風(fēng)阻低、換熱效率高的用于熱交換器的翅片及熱交換器。
背景技術(shù)：
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工程機(jī)械屬于非道路機(jī)械，其工作環(huán)境差，粉塵多，容易在翅片的進(jìn)風(fēng)口處和翅片內(nèi)部表面附著塵埃，長(zhǎng)時(shí)間累積后，會(huì)造成堵塞，大大降低換熱性能，所以亟需一款防堵性好的翅片。同時(shí)隨著排放標(biāo)準(zhǔn)和噪音標(biāo)準(zhǔn)的提高，電子風(fēng)扇開始應(yīng)用于工程機(jī)械，其噪音低，并且可以通過多個(gè)風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)分區(qū)控制各個(gè)散熱器的風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)了降噪和節(jié)能減排。但是電子風(fēng)扇受限于電機(jī)的性能，其靜壓較低，并且由于空間限制，電子風(fēng)扇的布置只能并聯(lián)(并聯(lián)后靜壓是不變的，只能增加風(fēng)量)，不能串聯(lián)。所以電子風(fēng)扇對(duì)熱交換器提出了更高的要求，即需要一款風(fēng)阻低、換熱效率高的翅片。
現(xiàn)行工程機(jī)械的翅片技術(shù)絕大部分是波浪形翅片，如圖1所示，通過調(diào)整翅片的間距來保證良好的防堵性；通過調(diào)整波浪形狀的波長(zhǎng)和波幅的比值，來平衡風(fēng)阻和換熱效率。
現(xiàn)有改進(jìn)技術(shù)：1.日本日立公司論證了波浪形翅片，由于空氣在凹部的滯留，引起通風(fēng)阻力以高于換熱性能增長(zhǎng)速率的程度增大；并提出了一種用于空調(diào)的帶v型凹凸的翅片(專利文獻(xiàn)1)，其風(fēng)阻更低、換熱效率更高，同時(shí)能解決冷凝水引起的堵塞問題。2.日本東京大學(xué)對(duì)上述帶v型凹凸的翅片，通過參數(shù)化的計(jì)算分析，總結(jié)了性能最優(yōu)的參數(shù)化公式，并提出了一種帶w型折回凹凸的翅片(專利文獻(xiàn)2)。3.日本t.rad公司對(duì)日本東京大學(xué)的帶w型折回凹凸的翅片進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一種傾斜角不相等的非對(duì)稱式的帶v型凹凸的翅片(專利文獻(xiàn)3)，論證了這種結(jié)構(gòu)具有更好地除塵效果。
專利文獻(xiàn)1：日本特開平1-219497；
專利文獻(xiàn)2：中國(guó)發(fā)明專利cn200880003112.5；
專利文獻(xiàn)3：中國(guó)發(fā)明專利cn201110349342.0。
但是，上述改進(jìn)技術(shù)仍存在著下述缺陷：
如圖1所示，波浪型翅片中，空氣在凹部會(huì)形成滯留區(qū)，隨著風(fēng)速的增大，滯留效果會(huì)越來越明顯，引起風(fēng)阻顯著上升；且波浪形翅片在流動(dòng)方向的橫截面上具有較穩(wěn)定的溫度邊界層，導(dǎo)致?lián)Q熱性能偏差。
如圖2所示的波浪型翅片在雷諾數(shù)re分別在50、100、400時(shí)的流線示意圖，在凸部前端10的空氣受到擠壓，邊界層變薄，提升了換熱效率，這是波浪型翅片增強(qiáng)換熱的來源。但是，通過凸部前端10后，空氣在凹部會(huì)形成滯留區(qū)20，產(chǎn)生明顯的渦流，滯留區(qū)域的邊界層厚度明顯高于其他區(qū)域，換熱效果最差，隨著風(fēng)速(即雷諾數(shù)re)的增大，滯留效果會(huì)越來越明顯，引起風(fēng)阻以高于換熱性能增長(zhǎng)速率的程度顯著增大。
如圖3所示的波浪型翅片的速度矢量圖。波浪型翅片在流動(dòng)截面上具有較穩(wěn)定的溫度邊界層，導(dǎo)致?lián)Q熱性能偏差。
另外，如圖4所述的波浪型翅片的溫度云圖，其具有明顯的溫度邊界層，在中心位置存在長(zhǎng)條狀的大片低溫區(qū)域30，范圍最大。而圖5是常規(guī)v型翅片的溫度云圖，由于v型凹凸產(chǎn)生的二次流，破壞了部分溫度邊界層，使得低溫區(qū)30域范圍減小，只有兩端的小部分區(qū)域，相比于波浪型翅片強(qiáng)化了換熱性能。其中，常規(guī)v型翅片的示意圖如圖6所示。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)缺陷，本發(fā)明的一個(gè)目的提供一種特別適用于粉塵較多的工程機(jī)械領(lǐng)域的用于熱交換器的翅片，其具有防堵性好、風(fēng)阻低、換熱效率高的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
一種用于熱交換器的翅片，在傳熱面上設(shè)置有若干個(gè)沿長(zhǎng)軸設(shè)置的v形凹凸，長(zhǎng)軸為沿?zé)醾髅骈L(zhǎng)度方向的中心線，每個(gè)v形凹凸包括凸條和凹條，凸條和凹條交替排列，且v形凹凸的凸頂點(diǎn)、凹頂點(diǎn)沿長(zhǎng)軸相互錯(cuò)開排列，錯(cuò)開的距離為l。
在上述的一種用于熱交換器的翅片中，每個(gè)v形凹凸的凸條和凹條之間形成了交替排列的第一斜面和第二斜面，第一斜面的傾角小、寬度大，第二斜面的傾角大、寬度小。
在上述的一種用于熱交換器的翅片中，所述第一斜面和第二斜面，其沿長(zhǎng)軸方向是交替排列的。
在上述的一種用于熱交換器的翅片中，所述第一斜面和第二斜面，其沿短軸方向是交替排列的，短軸為沿?zé)醾髅鎸挾确较虻闹行木€。
在上述的一種用于熱交換器的翅片中，所述傳熱面的折彎處設(shè)有改善工藝性和強(qiáng)化除塵的倒角。
在上述的一種用于熱交換器的翅片中，每個(gè)v形凹凸的凸條呈v形，且對(duì)稱設(shè)置，所述凹條呈v形，且對(duì)稱設(shè)置。
在上述的一種用于熱交換器的翅片中，所述錯(cuò)開的距離：0.4mm≤l≤0.8mm。
在上述的一種用于熱交換器的翅片中，所述凸頂點(diǎn)、凹頂點(diǎn)至長(zhǎng)軸之間的距離相等。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種熱交換器，包括上述的一種用于熱交換器的翅片。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)突出的優(yōu)點(diǎn)是：
1、本發(fā)明的v型翅片，沒有大幅度的凹凸，不會(huì)在凹部引起明顯的滯留區(qū)，在同風(fēng)速下，具有更低的風(fēng)阻；并且，本發(fā)明在散熱面上有相互錯(cuò)開的v型凹凸，強(qiáng)化了流動(dòng)截面上的二次流，進(jìn)一步破壞了溫度邊界層，強(qiáng)化了換熱性能。
2、本發(fā)明中v形凹凸的頂點(diǎn)圍繞長(zhǎng)軸相互錯(cuò)開排列，最終使凸條和凹條之間形成了交替排列的第一斜面和第二斜面。其中，第一斜面的傾角小、寬度大，第二斜面的傾角大、寬度小。第一斜面和第二斜面沿長(zhǎng)軸方向交替排列，由于兩個(gè)斜面的傾角和寬度不同，加強(qiáng)了空氣在x軸方向上的流動(dòng)(二次流)；同時(shí)，第一斜面和第二斜面沿短軸方向交替排列，由于兩個(gè)斜面的傾角和寬度不同，加強(qiáng)了空氣在y軸方向上的流動(dòng)(二次流)。由于x軸方向和y軸方向的二次流的共同作用，形成了數(shù)個(gè)渦流，增強(qiáng)中間與側(cè)面的強(qiáng)制對(duì)流，進(jìn)一步破壞了溫度邊界層、速度邊界層，強(qiáng)化了換熱性能。
3、本發(fā)明在折彎處有設(shè)有倒角。該倒角一方面能大幅改善工藝性，因?yàn)橹苯墙Y(jié)構(gòu)的可加工性差，且影響脫模，而傾斜的倒角可以避免以上缺陷；另一方面，在該倒角處形成了一小塊平坦的區(qū)域，通風(fēng)阻力低，空氣流速大，能夠帶走灰塵，強(qiáng)化了除塵效果。
附圖說明：
圖1是背景技術(shù)的波浪型翅片的立體示意圖。
圖2是背景技術(shù)的波浪型翅片的溫度流線示意圖。
圖3是背景技術(shù)的波浪型翅片的速度矢量圖。
圖4是背景技術(shù)的波浪型翅片的溫度云圖。
圖5是背景技術(shù)的常規(guī)v型翅片的溫度云圖。
圖6是背景技術(shù)的v型翅片的立體視圖。
圖7是本發(fā)明的主視圖。
圖8是本發(fā)明的剖視圖。
圖9是本發(fā)明的立體示意圖。
圖10是本發(fā)明的v型翅片速度矢量圖。
圖11是本發(fā)明的v型翅片的溫度云圖。
圖12是圖1的a-a截面圖，且雷諾數(shù)re＝400。
圖13是圖6的b-b截面圖，且雷諾數(shù)re＝400。
圖14是本發(fā)明的v型翅片與散熱管組裝形成散熱芯子的示意圖。
圖中，10、凸部前端；20、滯留區(qū)；30、低溫區(qū)域；1、傳熱面；2、長(zhǎng)軸；3a、凸條；3b、凹條；4a、凸頂點(diǎn)；4b、凹頂點(diǎn)；5a、第一斜面；5b、第二斜面；6、短軸；7、倒角；8、散熱管；9、低溫區(qū)域。
具體實(shí)施方式：
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，為了使圖中的結(jié)構(gòu)更清晰和便于說明，附圖中對(duì)v型打凸的尺寸進(jìn)行了放大處理，所以附圖僅為了便于清晰到了解本發(fā)明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成限定。
如圖7、8和9所示，本發(fā)明的一種用于熱交換器的翅片，在傳熱面1上設(shè)置有若干個(gè)沿長(zhǎng)軸2設(shè)置的v形凹凸，長(zhǎng)軸2為沿?zé)醾髅?長(zhǎng)度方向的中心線，每個(gè)v形凹凸包括凸條3a和凹條3b，凸條3a和凹條3b交替排列，且v形凹凸的凸頂點(diǎn)4a、凹頂點(diǎn)4b沿長(zhǎng)軸2相互錯(cuò)開排列，錯(cuò)開的距離為l，其中0.4mm≤l≤0.8mm。l可以在上述范圍內(nèi)任意取值。本發(fā)明v型翅片的加工工藝采用連續(xù)沖壓成型或者滾齒機(jī)滾壓成型。
具體地，每個(gè)v形凹凸的凸條3a和凹條3b之間形成了交替排列的第一斜面5a和第二斜面5b，第一斜面5a的傾角小、寬度大，第二斜面5b的傾角大、寬度小。第一斜面5a和第二斜面5b沿長(zhǎng)軸2方向交替排列，由于兩個(gè)斜面的傾角和寬度不同，加強(qiáng)了空氣在x軸方向上的流動(dòng)(二次流)；同時(shí)，第一斜面5a和第二斜面5b沿短軸6方向交替排列。其中，短軸6為沿?zé)醾髅?寬度方向的中心線。由于兩個(gè)斜面的傾角和寬度不同，加強(qiáng)了空氣在y軸方向上的流動(dòng)(二次流)。
進(jìn)一步地，每個(gè)v形凹凸的凸條3a呈v形，且對(duì)稱設(shè)置，所述凹條3b呈v形，且對(duì)稱設(shè)置。且，所述凸頂點(diǎn)3a、凹頂點(diǎn)3b至長(zhǎng)軸2之間的距離相等。
如圖10所示，是本發(fā)明v型翅片的速度矢量圖?，F(xiàn)有的波浪型翅片在流動(dòng)截面上具有穩(wěn)定的流動(dòng)，溫度邊界層較穩(wěn)定，換熱較差(如圖3所示)。而本發(fā)明的v型翅片，由于x軸方向和y軸方向上的二次流的共同作用，形成了數(shù)個(gè)渦流，增強(qiáng)中間與側(cè)面的強(qiáng)制對(duì)流，進(jìn)一步破壞了溫度邊界層、速度邊界層，強(qiáng)化了換熱性能。
如圖11所示是本發(fā)明的v型翅片的溫度云圖。從圖中可見，沿長(zhǎng)軸2相互錯(cuò)開的v型凹凸使得二次流進(jìn)一步加強(qiáng)，使得兩端的小部分低溫區(qū)域9相比于常規(guī)v型翅片進(jìn)一步減小，從而進(jìn)一步增強(qiáng)了換熱性能。
另外，如圖12、13所示，其中，圖12是波浪型翅片的截面圖，圖13是本發(fā)明翅片的截面圖。對(duì)比兩圖可知，圖12中有明顯的滯留區(qū)20，而本發(fā)明的v型翅片，過渡平滑，沒有大幅度的凹凸，抑制了滯留區(qū)的產(chǎn)生，在相同風(fēng)速下，具有更低的風(fēng)阻。
此外，再如圖7、8和9所示,本發(fā)明在折彎處有設(shè)有倒角7。一方面，該倒角7能大幅改善工藝性，因?yàn)橹苯墙Y(jié)構(gòu)可加工性差，且影響脫模，而傾斜的倒角可以避免以上缺陷；另一方面，該倒角7處形成了一小塊平坦的區(qū)域，通風(fēng)阻力低，空氣流速大，能夠帶走灰塵，強(qiáng)化了除塵效果。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種熱交換器，包括如上所述的一種用于熱交換器的翅片。
如圖14所示，本發(fā)明的翅片設(shè)置在兩間隔設(shè)置的散熱管8(或散熱板)之間構(gòu)成了熱交換器的換熱芯子。其中散熱管8內(nèi)部通熱流體，翅片通冷空氣，空氣流向如圖中箭頭所示，沿著正v方向。
本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。