專(zhuān)利名稱(chēng)：一種板翅式換熱器的傳熱翅片及其制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種板翅式換熱器的傳熱翅片及其制備，屬于換熱設(shè)備的制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
板翅式換熱器中的核心零件——傳熱翅片，目前在國(guó)內(nèi)大致有兩大類(lèi)形式一種是矩齒型(J)傳熱翅片(見(jiàn)圖1所示)；另一種是平直型(P)包括多孔型(D)傳熱翅片(見(jiàn)圖2所示)，多孔型翅片是在沖制成形前預(yù)先在箔料上沖制一定開(kāi)孔率的孔，然后再?zèng)_制成圖2所示的翅片形狀。矩齒型(J)傳熱翅片雖然其傳熱面積較大，但是其流通阻力也較大； 而平直型(P)包括多孔型(D)傳熱翅片雖然其流通阻力較小，但是其傳熱面積也較小。圖η1 中 χ= ι ρ- 2"^ 2= J’ - t ο 發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種傳熱面積和流通阻力介于現(xiàn)有兩類(lèi)傳統(tǒng)型傳熱翅片之間并可供設(shè)計(jì)選擇的板翅式換熱器的傳熱翅片及其制備。
本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)完成的，所述的傳熱翅片的流道曲線為正弦波形，即為滿足下述曲線函數(shù)式的連續(xù)函數(shù)曲線J =』sm;r ；其中只要改變振幅A或周期 T，就可以改變流體的流速、傳熱性能和阻力。
所述的傳熱翅片是用鋁箔沖制而成，以沖制鋁箔的寬度方向?yàn)樽宰兞喀址较颍瑐鳠岢崞牧鞯狼€的函數(shù)式是/⑷=23111(1+灼。
所述的傳熱翅片高度H=9. 5、節(jié)距P=L 0、料厚t=0. 15 ；波形為y=AsinX的正弦曲線，周期為2π。
所述傳熱翅片的制備是首先利用現(xiàn)有的“慢走勢(shì)線切割”數(shù)控加工技術(shù)加工正弦波形傳熱翅片的成型模具，即加工時(shí)只要按照模具設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型編制一個(gè)加工程序，輸入“慢走勢(shì)線切割”數(shù)控加工機(jī)床制成正弦波形傳熱翅片的專(zhuān)用成型模具；其次選用箔材， 通過(guò)所述的專(zhuān)用成型模具經(jīng)三維彎曲的塑性變形工藝，即在塑性變形過(guò)程中，箔材受到單向拉應(yīng)力和雙向壓縮應(yīng)力，制成一條連續(xù)函數(shù)曲線、且曲線拐點(diǎn)變化比較緩慢而又平滑的傳熱翅片的流道曲線。
本發(fā)明所述的正弦波形傳熱翅片具有以下工藝性優(yōu)點(diǎn)和設(shè)計(jì)性優(yōu)點(diǎn)， 一、正弦波形傳熱翅片的工藝性優(yōu)點(diǎn)是1.可以有效地改善和防止在真空釬焊的高溫狀態(tài)下由于翅片的剛性不夠，引起翅片失穩(wěn)而造成真空釬焊后產(chǎn)品容易發(fā)生下凹的現(xiàn)象；如果板翅式換熱器中的翅片高度較高鋁箔又較薄，在真空釬焊后產(chǎn)品容易發(fā)生下凹現(xiàn)象。這是由于翅片的剛性不夠，在高溫狀態(tài)下失穩(wěn)，引起翅片塌陷所致。從以往下凹的產(chǎn)品， 以及對(duì)相同高度、相同節(jié)距、相同材料厚度的矩齒型(J)和平直多孔型(D)翅片作冷態(tài)抗壓3試驗(yàn)對(duì)比，都可以看出對(duì)于翅片的抗失穩(wěn)性能，矩齒型(J)要比平直多孔型⑶好；這是因?yàn)榫佚X型(J)翅片在實(shí)際受抗壓時(shí)的受壓面積要比多孔型(D)大，而本發(fā)明所述正弦波型翅片的受壓面積要比矩齒型(J)更大，因此具有更好的抗失穩(wěn)性能； 2.可充分利用現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)制造翅片的成型模具，正弦波形傳熱翅片的成型模具可以利用“慢走勢(shì)線切割”數(shù)控加工技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。加工時(shí)只要按模具設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型編制一個(gè)加工程序，輸入“慢走勢(shì)線切割”數(shù)控加工機(jī)床，就能加工出正弦波曲線的模具。且經(jīng)“慢走勢(shì)線切割”加工后模具的粗糙度可達(dá)到0. 8，不需要再經(jīng)過(guò)磨床加工，完全能滿足沖制翅片的要求。
3.沖制成型后的翅片表面質(zhì)量較好，正弦波形傳熱翅片的成形工藝，是迫使箔材在延伸率允許的狀態(tài)下，通過(guò)三維彎曲的塑性變形的工藝過(guò)程。在塑性變形過(guò)程中，翅片材料受到單向拉應(yīng)力和雙向壓縮應(yīng)力，這對(duì)塑性變形是相當(dāng)有利的，所以成型過(guò)程容易控制，成型后的翅片殘余變形量小，從而回彈量極小。另外，由于正弦波是一條連續(xù)函數(shù)曲線，曲線拐點(diǎn)變化比較緩慢而又平滑。因此，加工過(guò)程中材料不易拱曲和起皺，沖制成型后的翅片表面質(zhì)量較好。
二、正弦波型傳熱翅片的設(shè)計(jì)性優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的翅片規(guī)格為 95B10015/JI，即翅片高度h=9. 5、節(jié)距P=1.0、料厚t=0. 15 ；波形為y=AsinX的正弦曲線，周期為2 π ；該翅片經(jīng)過(guò)模擬試驗(yàn)，效果較好。正弦波形傳熱翅片至少有以下設(shè)計(jì)性優(yōu)點(diǎn)1.流道阻尼小，因此能量損失少；2.調(diào)整正弦函數(shù)的振幅Α，就能改變流體在流道內(nèi)的湍流。因此當(dāng)振幅A增大時(shí)，翅片的傳熱效率會(huì)隨之增加，而流動(dòng)阻力也會(huì)增大；反之，當(dāng)振幅A減小時(shí)，翅片的傳熱效率會(huì)下降，而流動(dòng)阻力也會(huì)隨之減??；3.當(dāng)增大正弦函數(shù)的周期T時(shí)，流體的流速會(huì)有明顯的加快；流動(dòng)阻力也會(huì)明顯減4.通過(guò)改變正弦函數(shù)的振幅A和周期Τ，可以開(kāi)發(fā)系列的正弦波形翅片，供設(shè)計(jì)選用。


圖1是矩齒型翅片截面圖； 圖2是平直多孔型翅片截面圖；圖3是本發(fā)明所述正弦波型翅片的示意圖； 圖4是本發(fā)明所述正弦波型翅片的波形圖；具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的介紹圖3所示，本發(fā)明所述的傳熱翅片的流道曲線1為正弦波形，即為滿足下述曲線函數(shù)式的連續(xù)函數(shù)曲線7 = ^smx ;其中只要改變振幅A或周期T，就可以改變流體的流速、傳熱性能和阻力。具體正弦波形的波形圖見(jiàn)圖4所7J\ ο
圖3中所示的傳熱翅片是用鋁箔沖制而成，具體以沖制鋁箔的寬度方向?yàn)樽宰兞縓方向，傳熱翅片的流道曲線的函數(shù)式是/(幻=Asmix +Φ)。圖中所示的是優(yōu)選方案，即傳熱翅片高度H=9. 5、節(jié)距P=L 0、料厚t=0. 15 ；波形為y=Asinx的正弦曲線，周期為2 π。
附圖1、2、3、4中所標(biāo)注的字母除了有說(shuō)明之外均為傳熱翅片常規(guī)標(biāo)注尺寸符號(hào)， 為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉并熟練掌握。
本發(fā)明所述的傳熱翅片的制備，該制備工藝是首先利用現(xiàn)有的“慢走勢(shì)線切割” 數(shù)控加工技術(shù)加工正弦波形傳熱翅片的成型模具，即加工時(shí)只要按照模具設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型編制一個(gè)加工程序，輸入“慢走勢(shì)線切割”數(shù)控加工機(jī)床制成正弦波形傳熱翅片的專(zhuān)用成型模具；其次選用箔材，通過(guò)所述的專(zhuān)用成型模具經(jīng)三維彎曲的塑性變形工藝，即在塑性變形過(guò)程中，箔材受到單向拉應(yīng)力和雙向壓縮應(yīng)力，制成一條連續(xù)函數(shù)曲線、且曲線拐點(diǎn)變化比較緩慢而又平滑的傳熱翅片的流道曲線。
本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)是1.本發(fā)明開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的95Β10015/π正弦波形傳熱翅片，齒形設(shè)計(jì)成正弦曲線，以沖制鋁箔的寬度方向?yàn)樽宰兞縓方向，曲線的函數(shù)式 /⑴=+ 為連續(xù)函數(shù)。因此，非常有利于模具在數(shù)控機(jī)床上加工，從而保證模具的加工精度。
2.為尋找一種翅片與鋸齒型翅片相比適當(dāng)降低一些傳熱效率而減小其流通阻力。本發(fā)明開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的95Β10015/π正弦波形傳熱翅片通過(guò)性能測(cè)試得出的結(jié)果表明①.該翅片的傳熱因子j比鋸齒型翅片平均小13%，但阻力系數(shù)f小35%左右。
②.該翅片的傳熱因子j比多孔型翅片大259Γ30%，但阻力系數(shù)f大一倍左右。
3.適當(dāng)?shù)卦黾踊驕p少曲線函數(shù)式中的振幅A可以帶來(lái)j因子和f因子的變化，這就給設(shè)計(jì)選擇翅片提供了較大的設(shè)計(jì)選擇空間。
4.通過(guò)對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利新開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的95Β10015/π正弦波形傳熱翅片與 95J1202/30矩齒形翅片作冷態(tài)的抗壓試驗(yàn)對(duì)比，結(jié)果95Β10015/ π抗穩(wěn)定的壓力平均為 11775Ν ;95J1202/30抗穩(wěn)定的壓力平均為8120Ν。所以，采用95B10015波形翅片可以有效的防止釬接下凹的工藝難題。
權(quán)利要求
1.一種板翅式換熱器的傳熱翅片，其特征在于所述的傳熱翅片的流道曲線為正弦波形，即為滿足下述曲線函數(shù)式的連續(xù)函數(shù)曲線 少=Asmx ；其中只要改變振幅A或周期T，就可以改變流體的流速、傳熱性能和阻力。
2.根據(jù)權(quán)利要求要求1所述的板翅式換熱器的傳熱翅片，其特征在于所述的傳熱翅片是用鋁箔沖制而成，以沖制鋁箔的寬度方向?yàn)樽宰兞喀址较颍瑐鳠岢崞牧鞯狼€的函數(shù)式是:/(χ) = Α3Μ(Χ + Φ)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的板翅式換熱器的傳熱翅片，其特征在于所述的傳熱翅片高度Η=9. 5、節(jié)距P=L 0、料厚t=0. 15 ；波形為y=Asinx的正弦曲線，周期為2 π。
4.一種如權(quán)利要求1或2或3所述的傳熱翅片的制備，其特征在于所述的制備是首先利用現(xiàn)有的“慢走勢(shì)線切割”數(shù)控加工技術(shù)加工正弦波形傳熱翅片的成型模具，即加工時(shí)只要按照模具設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型編制一個(gè)加工程序，輸入“慢走勢(shì)線切割”數(shù)控加工機(jī)床制成正弦波形傳熱翅片的專(zhuān)用成型模具；其次選用箔材，通過(guò)所述的專(zhuān)用成型模具經(jīng)三維彎曲的塑性變形工藝，即在塑性變形過(guò)程中，箔材受到單向拉應(yīng)力和雙向壓縮應(yīng)力，制成一條連續(xù)函數(shù)曲線、且曲線拐點(diǎn)變化比較緩慢而又平滑的傳熱翅片的流道曲線。
全文摘要
一種板翅式換熱器的傳熱翅片及其制備，所述的傳熱翅片的流道曲線為正弦波形，即為滿足下述曲線函數(shù)式的連續(xù)函數(shù)曲線；其中只要改變振幅A或周期T，就可以改變流體的流速、傳熱性能和阻力；所述的制備是首先利用現(xiàn)有的“慢走勢(shì)線切割”數(shù)控加工技術(shù)加工正弦波形傳熱翅片的成型模具，即加工時(shí)只要按照模具設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型編制一個(gè)加工程序，輸入“慢走勢(shì)線切割”數(shù)控加工機(jī)床制成正弦波形傳熱翅片的專(zhuān)用成型模具；其次選用箔材，通過(guò)所述的專(zhuān)用成型模具經(jīng)三維彎曲的塑性變形工藝，即在塑性變形過(guò)程中，箔材受到單向拉應(yīng)力和雙向壓縮應(yīng)力，制成一條連續(xù)函數(shù)曲線、且曲線拐點(diǎn)變化比較緩慢而又平滑的傳熱翅片的流道曲線。
文檔編號(hào)B23H7/02GK102506603SQ20111030636
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月11日
發(fā)明者強(qiáng)載炎, 王明志 申請(qǐng)人:杭州杭氧股份有限公司