The invention belongs to the technical field of industrial cooling, and discloses an impinging jet cooling system with a threaded cone heat sink. The impinging jet cooling system comprises a jet nozzle, a heat sink and a heat source, wherein the heat sink comprises two parts, a cone and a base. The bottom surface of the cone is connected with the upper surface of the base. The jet nozzle is located directly above the apex of the cone, and the heat source is closely connected with the lower surface of the base. In the impinging jet cooling system provided by the invention, the local heat transfer coefficient of the stagnation zone is higher, and the secondary impinging jet in the turning zone reduces the thickness of the temperature boundary layer formed in the wall jet zone, thereby enhancing the heat transfer capacity and improving the cooling efficiency; furthermore, the conical side of the heat sink and the upper surface of the base are used as the impinging heat transfer surface, and the invention adopts threaded processing. The method is used to increase the surface roughness and reduce the aerodynamic noise caused by the impact of high-speed jet.
【技术实现步骤摘要】
一种具有螺纹圆锥体热沉的冲击射流冷却系统
本专利技术属于工业冷却相关
,更具体地,涉及一种具有螺纹圆锥体热沉的冲击射流冷却系统。
技术介绍
冲击射流换热是传热效率最高的单相强化换热方式之一,与其他换热方式相比,它不仅具有相对较高的传热效率,而且能够方便、精确地通过控制流动参数或者流场区域的几何结构达到调整传热系数的目的,以此来满足不同的实际工程的需要。因此,冲击射流冷却技术广泛应用于燃气轮机组件的冷却、过程工业中物理的冷却干燥、电力电子元件的散热等众多工程领域。在以气体为冷却工质的冲击射流冷却系统中,低温气体由喷嘴射出直接冲击热沉表面,通过对流传热的方式带走热量。冲击射流的流场结构一般可以分为三部分:自由射流区、驻点区及壁面射流区。冲击射流在驻点区附近形成的边界层厚度较薄,具有很高的局部换热强度;而在壁面射流区远离驻点区的方向,边界层厚度增加,传热强度降低。因此,冲击面的几何结构即热沉的形状是影响冲击射流换热效率的重要因素之一。为了满足实际工程领域日益增加的冷却负荷的需求,从现有的普通平面热沉的使用情况来看,需要进一步优化热沉的几何结构设计,从而提高冲击射流冷却系统的冷却能力。另外,随着时代发展,国内外对工业领域噪声标准的要求不断提高,降低实际工程中的噪声越来越成为工业设计中的重要研究内容。在冲击射流冷却系统中,噪声主要来自射流冲击固体壁面产生的气动噪声。增加射流速度在提高局部换热强度的同时,也增加了冲击射流的气动噪声。因此,在设计冲击射流冷却系统时,如何降低高速冲击射流的气动噪声也成为了需要重点考虑的问题。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需 ...
【技术保护点】
1.一种具有螺纹圆锥体热沉的冲击射流冷却系统,其特征在于,该冲击射流冷却系统包括射流喷嘴(1)、热沉(2)和热源(3),其中:所述热沉(2)包括圆锥体和底座两部分,所述圆锥体的底面与所述底座的上表面连接;所述射流喷嘴(1)位于所述圆锥体的顶点正上方,该射流喷嘴(1)喷射出气流冲击所述热沉(2)的表面,所述射流喷嘴(1)产生的冲击射流的流场结构分为自由射流区、驻点区、转折区和壁面射流区,该冲击射流通过强制对流换热方式带走该热沉(2)的热量,使其温度保持恒定;所述热源(3)与所述底座的下表面紧密贴合,通过热传导的方式向所述热沉(2)散热,从而达到冷却该热源(3)的目的。
【技术特征摘要】
1.一种具有螺纹圆锥体热沉的冲击射流冷却系统,其特征在于,该冲击射流冷却系统包括射流喷嘴(1)、热沉(2)和热源(3),其中:所述热沉(2)包括圆锥体和底座两部分,所述圆锥体的底面与所述底座的上表面连接;所述射流喷嘴(1)位于所述圆锥体的顶点正上方,该射流喷嘴(1)喷射出气流冲击所述热沉(2)的表面,所述射流喷嘴(1)产生的冲击射流的流场结构分为自由射流区、驻点区、转折区和壁面射流区,该冲击射流通过强制对流换热方式带走该热沉(2)的热量,使其温度保持恒定;所述热源(3)与所述底座的下表面紧密贴合,通过热传导的方式向所述热沉(2)散热,从而达到冷却该热源(3)的目的。2.如权利要求1所述的具有螺纹圆锥体热沉的冲击射流冷却系统,其特征在于,所述射流喷嘴(1)的出口直径D优选为5mm~10mm。3.如权利要求1或2所述的具有螺纹圆锥体热沉的冲击射流冷却系统,其特征在于,所述圆锥体的锥角α为75°~10...
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