The invention discloses a closed gas liquid two phase impingement cooling system and a method thereof, which belong to the cooling field of high heat flux components such as aviation, aerospace, power machinery, electronics, etc.. The system mainly consists of an air compressor, a gas water ejector, an impact chamber, an expander, a generator, a condenser and a gas water separator. It is characterized in that: the ejector will form water atomization, atomization droplets in the air flow, the liquid phase evaporation latent heat can enhance the cooling effect of cooling and impingement cooling has the advantages of good together, can be an effective cooling on high temperature surface to be cooled; expander output power in air compressor power consumption under the condition of output power; the gas-liquid separator of air and water separation, water flows into the water tank, and the air entering the compressor, so the cycle of work, to form a closed system. The cooling system can be applied to the occasion of hypersonic vehicle leading edge and gas turbine blades.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设计一种封闭式气液两相冲击冷却系统及方法,属于航空、航天、动力机械、电子等高热流密度部件冷却领域。
技术介绍
在航空、航天、电力、电子等领域,很多设备部件运作在高温环境下,如航天器采用大气制动技术过程中,与大气摩擦产生气动热,表面温度可上升至上百摄氏度;燃气轮机叶片长期工作在1000K-2000K的高温环境中,部件材料的寿命受到严重威胁,采用先进的冷却技术是保证这些部件在高温环境下长期可靠运行的重要途径之一。冲击冷却由于传热效率高的得到了广泛的应用,传统的两相冲击冷却装置采用水泵对水加压、采用雾化喷嘴将水雾化的方法,不仅使得设备复杂性提高而且增加了能耗。此外,传统的冲击冷却系统为开式系统,被加热后的气流不被利用直接排入环境,而且需要源源不断地提供水资源,造成大量的热资源和水资源浪费。因此,开发能耗低、水耗少、冷却效果好的封闭式系统显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种能耗低、水耗少、冷却效果好的封闭式气液两相冲击冷却系统及方法。一种封闭式气液两相冲击冷却系统,其特征在于:该系统包括空气压缩机、气水引射器、冲击腔、高温被冷却面、膨胀机、发电机、冷凝器、气水分离器、水箱和调节阀;其中空气压缩机、膨胀机和发电机采用同轴安装;气水引射器包括空气入口、水入口和气水混合流出口;冷凝器包括热侧入口、热侧出口、冷测入口和冷测出口;气水分离器包括气水混合流入口、水出口和空气出口;冷凝器热侧出口与气水分离器气水混合流入口相连,气水分离器水出口与水箱入口相连,水箱出口与气水引射器水入口相连,气水分离器空气出口与空气压缩机入口相连;空气压缩机出口分为两 ...
【技术保护点】
一种封闭式气液两相冲击冷却系统,其特征在于:该系统包括空气压缩机(1)、气水引射器(2)、冲击腔(3)、高温被冷却面(5)、膨胀机(6)、发电机(7)、冷凝器(8)、气水分离器(9)、水箱(10)和调节阀(11);其中空气压缩机(1)、膨胀机(6)和发电机(7)采用同轴安装;气水引射器(2)包括空气入口、水入口和气水混合流出口;冷凝器(8)包括热侧入口、热侧出口、冷侧入口和冷侧出口;气水分离器(9)包括气水混合流入口、水出口和空气出口;冷凝器(8)热侧出口与气水分离器(9)气水混合流入口相连,气水分离器(9)水出口与水箱(10)入口相连,水箱(10)出口与气水引射器(2)水入口相连,气水分离器(9)空气出口与空气压缩机(1)入口相连;空气压缩机(1)出口分为两路:一路与气水引射器(2)空气入口相连,另一路通过调节阀(11)与气水引射器(2)气水混合流出口相连后,共同与冲击腔(3)入口相连,冲击腔(3)通过冲击孔(4)与高温被冷却面(5)相连,高温被冷却面(5)出口与膨胀机(6)入口相连,膨胀机(6)出口与冷凝器(8)热侧入口相连;冷媒介质(19)与冷凝器(8)冷侧入口相连,冷凝器(8) ...
【技术特征摘要】
1.一种封闭式气液两相冲击冷却系统,其特征在于:该系统包括空气压缩机(1)、气水引射器(2)、冲击腔(3)、高温被冷却面(5)、膨胀机(6)、发电机(7)、冷凝器(8)、气水分离器(9)、水箱(10)和调节阀(11);其中空气压缩机(1)、膨胀机(6)和发电机(7)采用同轴安装;气水引射器(2)包括空气入口、水入口和气水混合流出口;冷凝器(8)包括热侧入口、热侧出口、冷侧入口和冷侧出口;气水分离器(9)包括气水混合流入口、水出口和空气出口;冷凝器(8)热侧出口与气水分离器(9)气水混合流入口相连,气水分离器(9)水出口与水箱(10)入口相连,水箱(10)出口与气水引射器(2)水入口相连,气水分离器(9)空气出口与空气压缩机(1)入口相连;空气压缩机(1)出口分为两路:一路与气水引射器(2)空气入口相连,另一路通过调节阀(11)与气水引射器(2)气水混合流出口相连后,共同与冲击腔(3)入口相连,冲击腔(3)通过冲击孔(4)与高温被冷却面(5)相连,高温被冷却面(5)出口与膨胀机(6)入口相连,膨胀机(6)出口与冷凝器(8)热侧入口相连;冷媒介质(19)与冷凝器(8)冷侧入口相连,冷凝器(8)的冷侧出口与冷媒介质系统相连。2.根据权利要求1所述的封闭式气液两相冲击冷却系统的冷却方法,其特征在于:冷凝器(8)热侧低压气水混合流(18)进入...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄岭,韩东,吴洋宽,张轩恺,
申请(专利权)人:南京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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