高效微通道平行流换热器翅片结构

1、以空-空中冷器换热单元为原型，建立如图1所示的换热单元仿真物理模型，一层热通道，上下各一层冷通道，各层的结构尺寸相同，均为50mm*50mm*5mm。

其中冷热侧的出入口处均做适当延长以减少边界条件对计算结果的影响。

中间热侧通道布置有波纹形紊流片，上下冷侧通道没有翅片。

翅片结构尺寸如图2所示，b, a, h分别为翅片的扭幅、节距和翅片高度，单位均为mm，共15个波峰通道，由于翅片和冷热通道之间的隔板的厚度分别为为0.15毫米、0.2毫米，导热热阻很小，所以流动计算过程中忽略其厚度。

表1为所有仿真用翅片的尺寸参数。

换热单元物理模型图2热侧紊流片结构示意图表1 仿真用不同翅片的尺寸参数（均为波纹形式）Tab.2.1 Size parameters of fins used for simulation翅片序号翅高h（mm）节距a（mm）扭幅b（mm）1 5.0 3.2 0.752 5.0 4.0 0.753 5.0 5.0 0.754 5.0 3.2 1.05 5.0 3.2 1.52、机油换热器对于车用发动机，机油温度过高或太低，都会严重影响车辆的稳定可靠运行，因此，机油冷却器是保证机油正常工作必不可少的车用换热器。

目前水冷车用机油冷却器比较普遍，通常采用紧凑板翅结构，机油侧和水侧流道内均布置翅片以提高性能并改善强度。

翅片形式及几何参数对换热器性能影响巨大，研究翅片参数对油冷器性能影响的灵敏度分析是设计紧凑、高效油冷器的关键。

研究对象原型是结构如图3所示的机油冷却器，四个机油通道与三个冷却水通道间隔布置，各通道内部均布置有结构尺寸相同的错位锯齿翅片,翅片结构如图3（b）所示。

（你毕业设计只建立一层油一层水即可）（a）（b）图3 机油冷却器以及流道内翅片结构示意图以空-空中冷器换热单元为原型，建立如图2.1所示的换热单元仿真物理模型，一层热通道，上下各一层冷通道，各层的结构尺寸相同，均为50mm*50mm*5mm。

分类号学号M201170593学校代码10487密级硕士学位论文高效微通道平行流换热器翅片结构参数研究设计学位申请人：成亮学科专业：机械工程指导教师：张国军教授黄禹副教授答辩日期：2013年5月16日A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements Forthe Degree of Master of EngineeringStructural Parameters of Radiating Fin for Highly Efficient Micro-channel Parallel FlowHeat ExchangerCandidate : Cheng LiangMajor : Mechanical EngineeringSupervisor : Prof. Zhang GuojunAssoc. Prof. Huang YuHuazhong University of Science & TechnologyWuhan，Hubei 430074，P. R. ChinaMay. 2013独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。

对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

学位论文作者签名：日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

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平行流换热器
平行流换热器（简称PFC）是一种新型的换热器，由美国摩丁（modine）公司最早提出并申请专利，是用来替代原来在汽车空调的管片式冷凝器，后来经过日本昭和铝等公司在两端集管中增加隔板形成不同回路而称之为多元流换热器（简称MFC，Multi-Flow Condenser），主要由多孔扁管和波纹型百叶窗翅片构成。

其基本构成见下图：
其换热原理来源于微通道理论，在扁管两端分别插入左集管和右集管，利用设置在左集管和右集管上的隔板分隔而形成串连通道，翅片和集管表面涂敷有钎料和钎剂，整个芯体通过夹具夹持，通过NOCKLOCK钎焊炉整体焊接而成。

依据集流管分不分段，又可分为多元平行流式和单元平行流式。

单元式的集流管不打断，制冷剂流动方向一致；多元式的，集流管中有隔片打断，每段管数不同。

其最大特点就是换热高效、结构紧凑。

目前主要应用于特种空调，比如汽车空调等，但现在也有用于家用空调乃至热泵机组的相关研究；而且，因平行流换热器内的扁管如直径微小（一般小于1mm），属于一种微通道换热器，其换热性能更有明显改变，具体其内部结构方面可见下图：
和管片式换热器相比，平行流有以下优点：
1、由于扁管不流通，面积小于圆管，因此空气侧阻力小；
2、翅片效率和翅片当量高度成反比，管片式由于U型传热管弯曲半径限制，而平行流无此限制，因此翅片效率高；
3、平行流可以灵活调整流程的扁管分布，使制冷剂侧换热能力增加时而阻力减小；
4、扁管和翅片的焊接方式决定了扁管和翅片的接触热阻小；
5、容易回收。

专利名称：微通道换热器及其翅片专利类型：发明专利
发明人：刘华钊,黄宁杰
申请号：CN200910258183.6
申请日：20091222
公开号：CN101776402A
公开日：
20100714
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种翅片，所述翅片沿纵向成波纹状延伸且包括主体段和过渡段，所述主体段和过渡段依次相连且所述过渡段构成翅片的波峰和波谷，其中所述主体段在相邻的波峰与波谷之间以曲线的形状延伸。

根据本发明的翅片，由于主体段为曲线形状，因此在弯折微通道换热器时，主体段的折弯内侧部分容易被压缩，变形规则，不容易倒伏，从而不会阻塞空气通道，而主体段的折弯外侧部分容易被拉伸，不容易破裂，不会影响微通道换热器的外观，且换热性能良好。

申请人：三花丹佛斯(杭州)微通道换热器有限公司
地址：310018 浙江省杭州市经济技术开发区21号大街60号
国籍：CN
代理机构：北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：廖元秋
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讲解翅片式换热器的内部结构
翅片式换热器是一种传统的、应用最广泛的热交换设备。

由于它结构坚固，且能选用多种材料制造，故适应性极强，尤其在高温、高压和大型装置中得到普遍应用。

翅片式换热器由管箱、壳体、管束等主要元件构成。

管束翅片式换热器的核心，换热管作为导热元件，与折流板一起决定换热器的传热性能。

管箱与壳体则决定翅片式换热器的承压能力及操作运行的安全可靠性。

翅片式换热器属于间壁式换热器，其换热管内构成的流体通道和称为管程，换热管外构成的流体通道称为壳程。

管程和壳程分别通过两种不同温度的流体时，温度较高的流体通过换热管壁将热量传递给温度较低的流体，温度较高的流体被冷却，温度较低的流体被加热，进而实现两流体换热工艺目的。

翅片式换热器产品特性：
1、冷却管采用优质紫铜管（铝管、碳钢管、不锈钢管），并加工成翅片形散热片，产品体积小、热交换面积大。

2、导流板可分为螺旋形导流板（折流式导板），使被冷却液体成螺旋形连续均匀滚动流动，螺旋形导流板克服了折流式导板所产生的冷热交换效率。

3、管板焊接有胀管式封口、焊接式、热锓焊式等方法。

胀管式封口克服了材料经高温焊接后产生的不良变化。

4、产品系列完善，大小规格齐全。

5、按形式分为固定管板式、浮头式、U型管式换热器，按结构分为单管程、双管程和多管程。

传热面积0.2㎡-1000㎡。

可以根据用户需要来定做合适的翅片式换热器。

微通道换热器的结构
集流管与隔板
制冷剂的流动是通过集流管和隔板来控制的，能够很好地优化不同相态冷媒在MCHE管路中的流路分配。

扁管设计
扁管灵巧的设计能够提供高的传热性能，也能够使换热器更加紧凑。

翅片设计
良好的百叶窗翅片能够极大限度地增加表面积，这能够降低空气侧的风阻和提高换热效率。

同理，也能够减少噪声。

端盖
由于是全铝结构，端盖与集流管不会发生电化学腐蚀，防止换热器产生泄漏，保证了其使用寿命。

边板
边板有多种形式以便于安装，比如说，可以用”L”形和”U”形铝型材
接管
形式多样的接管方案，能够满足你的产品和客户要求。

我们提供多种标准接管以及块状接头以满足灵活多变的接管方案。

摘自：三花丹佛斯。

翅片式换热器结构特点概述说明以及解释1. 引言1.1 概述翅片式换热器是一种广泛应用于工业、航空航天和汽车行业的换热设备。

它通过利用翅片的大面积来增加热交换效果，实现了高效传热。

其结构紧凑、体积小、重量轻的特点使得它在许多领域中成为首选的换热器类型。

1.2 文章结构本文主要围绕翅片式换热器的结构特点展开阐述，目录分为五个部分。

除引言外，第二部分将介绍翅片式换热器的定义与原理，以及其主要组成部分和工作原理。

第三部分将详细介绍该类型换热器的优势和特点，包括高效传热能力、压力损失小以及结构紧凑等方面。

第四部分将通过实际案例来探讨该类型换热器在工业、航空航天和汽车行业中的应用领域。

最后，在结论部分将对全文进行总结，并展望未来该领域的发展方向或提出相关建议。

1.3 目的本文的目的是全面概述和解释翅片式换热器的结构特点以及其在不同领域中的应用案例。

通过深入了解该类型换热器的工作原理和优势，读者将能够更好地了解并选择合适的换热设备。

此外，本文还致力于提供对未来发展趋势的展望，以帮助读者把握该领域的发展方向。

2. 翅片式换热器结构特点：2.1 翅片式换热器的定义与原理:翅片式换热器是一种常见的紧凑型换热器，通过将许多薄翅片堆叠在一起形成的结构来增加传热面积。

其工作原理基于将流体通过散热片进行对流传热，通过散热片间隙之间的流动路径，实现了高效率的换热过程。

2.2 翅片式换热器的主要组成部分：（1）壳体：壳体是一个容纳内部组件并为流体提供流动通道的外部固定结构。

（2）平板：平板是位于壳体内部、用于支撑和连接散热片的平面元件。

（3）散热片：散热片是由金属材料制成的薄板，其表面具有大量纵横交错排列的细小褶皱或齿条，并负责传递和散发余温。

（4）进出口管道：进出口管道用于引导工作介质进入和离开换热器。

（5）夹层背板：夹层背板连接着相邻的散热片，形成夹层，使热量在片之间循环传递。

2.3 翅片式换热器的工作原理：当介质通过进出口管道流入换热器后，首先被引导到散热片之间的空隙中。