一种FTGP翅片换热器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种FTGP翅片换热器，涉及换热设备技术领域。该换热器通过在冷通道中间隔排列多个FTGP基板，并在两个FTGP基板之间设置多个间隔排列的翅片；并将冷通道设置在两个热通道外框之间，使用时，所述热通道外框中通入热流体，所述冷通道中通入冷流体，从而在FTGP中发生相变传热，实现冷热流体的换热。将本实施例提供的换热器应用到航空发动机中时，紧凑度可达到3486，质量功率比可达到154kW/kg，极大的提高了紧凑度和质量功率比，能够满足未来航空发动机中用更小的空间和更轻的换热设备实现高功率换热的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种FTGP翅片换热器
本技术涉及换热设备
，尤其涉及一种FTGP翅片换热器。
技术介绍
目前，航空发动机领域应用的换热器多采用板翅式和管壳式换热结构，并对翅片导热、强化对流换热技术积累了丰富的经验，但受材料本身固有导热系数(铜400W/mK，铝160W/mK)限制、以及单相对流传热(空气强迫对流换热系数103W/m2K)瓶颈限制，板翅换热器的紧凑度和单位质量换热功率已趋极限，不能够满足未来航空发动机中用更小的空间和更轻的换热器设备实现高功率换热的要求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种FTGP翅片换热器，从而解决现有技术中存在的前述问题。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种FTGP翅片换热器，包括多个换热模组，每个所述换热模组均包括两个热通道外框，两个所述热通道外框之间的区域设置为冷通道，所述冷通道包括FTGP基板和翅片，所述FTGP基板的两端分别与两个所述热通道外框连接，所述FTGP基板间隔排列，两个所述FTGP基板之间设置有多个间隔排列的翅片；使用时，所述热通道外框中通入热流体，所述冷通道中通入冷流体。优选地，每个所述热通道外框内均间隔排列有翅片。优选地，所述热通道外框和设置在其中的所述翅片均由铝材料制备而成。优选地，所述热通道外框和设置在其中所述翅片加工成一体式结构。优选地，设置在所述热通道外框中的相邻两个所述翅片之间的距离为4.28mm。优选地，所述FTGP的端部与所述热通道外框之间焊接连接或加工成一体式结构。优选地，相邻两个所述FTGP基板之间的距离为1.875mm。优选地，设置在两个所述FTGP基板之间的相邻两个所述翅片之间的距离为0.4mm。优选地，多个所述换热模组规则排列连接为一体，两个相邻的所述换热模组共用一个所述热通道外框。本技术的有益效果是：本技术实施例提供的FTGP翅片换热器，通过在冷通道中间隔排列多个FTGP基板，并在两个FTGP基板之间设置多个间隔排列的翅片；并将冷通道设置在两个热通道外框之间，使用时，所述热通道外框中通入热流体，所述冷通道中通入冷流体，从而在FTGP中发生相变传热，实现冷热流体的换热。将本实施例提供的换热器应用到航空发动机中时，紧凑度可达到3486，质量功率比可达到154kW/kg，极大的提高了紧凑度和质量功率比，能够满足未来航空发动机中用更小的空间和更轻的换热设备实现高功率换热的要求。附图说明图1为本技术提供的FTGP翅片换热器的前视图；图2a为本技术提供的FTGP翅片换热器的整体结构示意图；图2b为本技术提供的FTGP翅片换热器的冷通道放大结构示意图；图3a为本技术提供的FTGP翅片换热器的工作原理示意图；图3b本技术提供的FTGP翅片换热器的热端激发TGP内部相变传热机理图；图3c本技术提供的FTGP翅片换热器的冷端TGP强化对流换热机理图；图4为实施例一提供的航空发动机的冷却空气系统结构示意图；图5为实施例二提供的航空发动机的中间冷回热系统结构示意图；图6为实施例三提供的航空发动机的预冷系统结构示意图；图7a1、7a2为实施例一、二、三各系统中叉流式换热器结构示意图；图7b为实施例一、二、三各系统中逆流式换热器结构示意图；图7c为实施例一、二、三各系统中叉逆流式换热器结构示意图。图中，各符号的含义如下：1热通道外框、2热流体、3翅片、4FTGP基板、5冷流体、6进气道空气、7间冷器、8海水/淡水换热器、9管道阀、10燃烧室、11燃料、12高压涡轮、13动力涡轮导向器、14动力涡轮、15低压涡轮、16回热气器、17尾气、18风扇、19高压压气机、20扩散器、21空空换热器、22冷却空气、23旁路系统、24燃油、25机匣、26燃烧室、27高压压气机引气、28封条、29隔板、30板束体、31进气道、32预冷器、33涡轮增压器、34氦循环器、35换热器、36液氢泵、37液氧泵、38预混燃烧器、39火箭发射机。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1、2a、2b所示，本技术实施例提供了一种FTGP翅片换热器，包括多个换热模组，每个所述换热模组均包括两个热通道外框1，两个热通道外框1之间的区域设置为冷通道，所述冷通道包括FTGP基板4和翅片3，FTGP基板4的两端分别与两个热通道外框1连接，FTGP基板4间隔排列，两个FTGP基板4之间设置有多个间隔排列的翅片3；使用时，热通道外框1中通入热流体2，所述冷通道中通入冷流体5。上述结构中，在冷通道中的间隔排列的FTGP基板，两个FTGP基板之间设置有多个间隔排列的翅片，起到导热和散热的作用。在使用过程中，在热通道外框中通入热流体，冷通道中通入冷流体，与热流体侧接触的FTGP为蒸发端，与冷流体接触的FTPG为冷凝端，热流体的热量传递给FTGP，使得FTGP中的工质蒸发或沸腾吸热，蒸汽在压差作用下流向冷凝端，进行冷凝散热，将热量传递给冷流体，进而实现冷热流体的换热。其工作原理如图3a、3b和3c所示。所以，本技术实施例提供的换热器，通过使用多个FTGP(FlexibleThermalGroundPlane，柔性均热版)作为基板，间隔排列在冷通道中，将具有更高换热能力的相变换热(当量换热系数104W/m2K)巧妙地引入换热器中，利用均热板在二维甚至三维方向具有较高当量热导系数(可达到铜的3-5倍)的特点，以实现换热器的减重和质量功率比的极大的提高，使得将本实施例提供的换热器应用到航空发动机中时，紧凑度可达到3486，质量功率比可达到154kW/kg，能够满足未来航空发动机中用更小的空间和更轻的换热设备实现高功率换热的要求。本实施例中，每个热通道外框1内均间隔排列有翅片3。上述结构中，由于在使用过程中，需要在热通道外框中通入热流体，所以，在外框中间隔排列一些翅片，可以增加换热面积，提高换热器的换热效率。本实施例中，热通道外框1和设置在其中的翅片3均可以由铝材料制备而成。本实施例中，热通道外框1和设置在其中的翅片3可加工成一体式结构。如本领域技术人员可以理解的，也可以将热通道外框和翅片通过其他的连接方式进行连接。本实施例中，设置在热通道外框1中的相邻两个翅片3之间的距离可以为4.28mm。本实施例中，热通道中设置的相邻两个翅片之间的距离设置为4.28mm，可以使得换热器的紧凑度达到3000以上，同时质量功率比达到100以上。如本领域技术人员可以理解的，热通道中的相邻两个翅片之间的距离还可以根据不同的要求进行相应的设计。本实施例中，FTGP基板4的端部与热通道外框1之间焊接连接或加工成一体式结构。本实施例中，相邻两个FTGP基板4之间的距离可以为1.875mm。本实施例中，相邻两个FTGP基板4之间的距离设置为1.875mm，可以使得换热器的紧凑度达到3000以上，同时质量功率比达到100以上。如本领域技术人员可以理解的，相邻两个FTGP基板之间的距离还可以根据不同的要求进行相应的设计。本实施例中，设置在两个FTGP基板4之间的相邻两个翅片3之间的距离可以为0.4mm。本实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种FTGP翅片换热器，其特征在于，包括多个换热模组，每个所述换热模组均包括两个热通道外框，两个所述热通道外框之间的区域设置为冷通道，所述冷通道包括FTGP基板和翅片，所述FTGP基板的两端分别与两个所述热通道外框连接，所述FTGP基板间隔排列，两个所述FTGP基板之间设置有多个间隔排列的翅片；使用时，所述热通道外框中通入热流体，所述冷通道中通入冷流体。

【技术特征摘要】
1.一种FTGP翅片换热器，其特征在于，包括多个换热模组，每个所述换热模组均包括两个热通道外框，两个所述热通道外框之间的区域设置为冷通道，所述冷通道包括FTGP基板和翅片，所述FTGP基板的两端分别与两个所述热通道外框连接，所述FTGP基板间隔排列，两个所述FTGP基板之间设置有多个间隔排列的翅片；使用时，所述热通道外框中通入热流体，所述冷通道中通入冷流体。2.根据权利要求1所述的FTGP翅片换热器，其特征在于，每个所述热通道外框内均间隔排列有翅片。3.根据权利要求2所述的FTGP翅片换热器，其特征在于，所述热通道外框和设置在其中的所述翅片均由铝材料制备而成。4.根据权利要求2所述的FTGP翅片换热器，其特征在于，所述热通道外框和设置在其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨立新，韩爽，杨雨佳，姚程誉，陈奕凝，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：新型
国别省市：北京,11