一种单边高热流密度强化传热异型管道

本发明涉及异型管道传热，尤其涉及一种单边高热流密度强化传热异型管道。

背景技术：

1、在许多工业领域中，需要处理大量的热能，如能源转换、化工过程、航天器热控制等。在这些情况下，高效、可靠的热传导技术是至关重要的。传统的热传导技术主要通过自然对流、强制对流和热辐射等方式进行，但在处理高热量和高流速流体时，这些方法的效率低下，不能满足高效率和高可靠性的要求。因此，需要一种能够强化传热，提高热能处理效率的技术。

2、单边高热流密度是指物体只有其中一个表面直接接收热能，其它部位由物体内部的热传导吸收热能。在高热流密度的情况下，物体升温很快，当其内部管道较为平常，换热效果不好，不能有效的带走热量，固体外壳就会受热失效。故可在其内部设置强化传热异型通道，能够提高工质的利用率，有效带走热量，降低固体温度，起到主动热防护的效果。

3、本发明的一种单边高热流密度强化传热异型管道是一种具有异型截面的管道，其内壁表面的几何形状可使得管道内的流体在流动过程中产生剪切力和涡流，通过搅混内部流体，将紧贴未承受热通量表面的流体与靠近加热面的流体互换，提高内部流体工质的利用率，从而提高传热效率。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供一种单边高热流密度强化传热异型管道，通过在椭圆管道内设置周期性排布的椭球体凸台，使得管道内的流体在流动过程中产生剪切力和涡流，通过搅混内部流体，提高内部流体工质的利用率，从而提高传热效率。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种单边高热流密度强化传热异型管道，包括椭圆管道，椭圆管道的顶端设置有若干周期性排布的椭球体，椭球体用于增大流体的散热面积以及搅混流体加强散热，椭球体中心位于椭圆管道的顶母线上。

3、优选的，周期性排布的椭球体设置于椭圆管道靠近加热面的一侧。

4、优选的，相邻椭球体的中心间隔为7-12mm。

5、优选的，椭圆管道顶母线上的椭球体露出在椭圆管道内部的部位，为椭球体的椭球体凸台部分。

6、优选的，椭球体长中短轴半径为1-3mm。

7、优选的，椭球体凸台的表面为圆滑表面。

8、本发明具有以下有益效果：

9、本发明设计的椭球体凸台结构，当流体在流经管道时，被充分搅混，在单边高热流密度的情况下，靠近加热面的热流体与远离加热面的冷流体交互，提高流体工质的利用率，大大强化传热的效果。

10、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种单边高热流密度强化传热异型管道，其特征在于：包括椭圆管道，椭圆管道的顶端设置有若干周期性排布的椭球体，椭球体用于增大流体的散热面积以及搅混流体加强散热，椭球体中心位于椭圆管道的顶母线上。

2.根据权利要求1所述的一种单边高热流密度强化传热异型管道，其特征在于：周期性排布的椭球体设置于椭圆管道靠近加热面的一侧。

3.根据权利要求1所述的一种单边高热流密度强化传热异型管道，其特征在于：相邻椭球体的中心间隔为7-12mm。

4.根据权利要求1所述的一种单边高热流密度强化传热异型管道，其特征在于：椭圆管道顶母线上的椭球体露出在椭圆管道内部的部位，为椭球体的椭球体凸台部分。

5.根据权利要求1所述的一种单边高热流密度强化传热异型管道，其特征在于：椭球体长中短轴半径为1-3mm。

6.根据权利要求4所述的一种单边高热流密度强化传热异型管道，其特征在于：椭球体凸台的表面为圆滑表面。

技术总结
本发明公开了一种单边高热流密度强化传热异型管道，属于异型管道传热领域，包括椭圆管道，椭圆管道的顶端设置有若干周期性排布的椭球体，椭球体用于增大流体的散热面积以及搅混流体加强散热，椭球体中心位于椭圆管道的顶母线上。本发明采用上述一种单边高热流密度强化传热异型管道，当流体在流经管道时，被充分搅混，在单边高热流密度的情况下，靠近加热面的热流体与远离加热面的冷流体交互，提高流体工质的利用率，达到强化传热的效果。

技术研发人员：周展如,胡善哲,黄生洪
受保护的技术使用者：中国科学技术大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/12