【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高效换热方法以及高效的、双散热的环形散热器，属于航空飞机环控及热管理系统设计领域。
技术介绍
1、随着飞机超高速的发展对发动机大功率需求的增加，对飞机发动机环控及热管理系统的紧凑度和高效率要求也越来越高，环形散热器在不增大尺寸和重量的前提下难以满足其大功率、超高速的要求，通过增大环形散热器的尺寸和重量以提高换热能力的解决方案会使得飞机发动机环控及热管理系统的重量和尺寸增大，导致紧凑度降低，无法满足现代大功率、超高速飞机发动机的要求，必须另寻解决途径。
技术实现思路
1、考虑到飞机发动机功率不断增大带来的换热需求不断提升，但同时又必须严格控制飞机的重量和空间尺寸，二者之间存在着较大的矛盾。基于前述矛盾，本专利技术旨在提供一种高效环形散热器及换热方法，在不增大散热器体积和重量的前提下，提高散热器的换热效率，满足飞机发动机日益增大的大功率、超高速换热要求。
2、为实现上述目的，本专利技术采用了下述方案：
3、一种高效换热方法，包括，
4、建立同轴的第一圆环体和第二圆环体形成换热空间，第二圆环体的内环直径大于等于第一圆环体的外环直径；
5、将来自飞机发动机进气道的冲压空气拆分为一冷空气、二冷空气和三冷空气三个部分，然后将一冷空气、二冷空气和三冷空气分别与来自飞机发动机压气机的热空气进行热交换，其中：
6、热空气在第一圆环体的外环和内环之间的空间中流动；
7、一冷空气在第一圆环体的内环形成的空间通道中流
8、二冷空气在第二圆环体的外环和内环之间的空间中流动，并与第一圆环体的外环和内环之间流动的热空气形成逆流式换热或者顺流式换热；
9、三冷空气沿着第一圆环体的径向流动，并与第一圆环体的外环和内环之间流动的热空气形成叉流式换热。
10、进一步，所述二冷空气和三冷空气由一冷空气在第一圆环体的内环处分流形成，并通过调整二冷空气和三冷空气在一冷空气中的流量占比改变换热效率。
11、进一步，所述三冷空气与热空气的换热通过第一散热器实现，一冷空气、二冷空气与热空气的换热通过第二散热器实现，第一散热器与第二散热器是结构不同的两种散热器。
12、一种高效环形散热器，设置在飞机进气道与发动机过渡段处，且包括，
13、环形散热芯子组件，所述环形散热芯子组件包含底筒，底筒呈圆柱形，底筒的内圆柱面构成飞机进气道的一部分，底筒外圆柱面上覆盖有热边环形流道，热边环形流道为多条与底筒同轴的、直径相等的、沿着底筒轴线方向顺序排列的圆环形流道，热边环形流道的外环表面上覆盖有冷边环形流道，冷边环形流道为多条与底筒同轴的、直径相等的、沿着底筒轴线方向顺序排列的圆环形流道，冷边环形流道的入口与底筒的圆柱面上形成的通道连通；
14、热管嘴，所述热管嘴包括入口热管嘴和出口热管嘴，二者分别与热边环形流道连通；
15、板翅式散热芯子组件，所述板翅式散热芯子组件包含相互垂直的热边直流道和冷边直流道，板翅式散热芯子组件设置在底筒外圆柱面上且介于入口热管嘴和出口热管嘴之间，板翅式散热芯子组件的热边直流道的入口、出口均与环形散热芯子组件的热边环形流道连通，板翅式散热芯子组件的冷边直流道与底筒的内圆柱面形成的通道连通。
16、进一步，
17、所述热边环形流道由热边波纹板形成，热边波纹板中同一条波纹形成一条热边环形流道；
18、所述冷边环形流道由冷边波纹板形成，冷边波纹板中同一条波纹形成一条冷边环形流道。
19、进一步，所述环形散热芯子组件还包括，
20、集气罩，所述集气罩分别与入口热管嘴的出口处以及出口热管嘴的入口处连通，入口热管嘴的出口处的热空气在集气罩内分流为两个部分，一部分进入热边环形流道换热，另一部分进入热边直流道换热，来自热边直流道换热后的热空气以及热边环形流道换热后的热空气汇集到集气罩后再进入出口热管嘴的入口处；
21、前盘，所述前盘设置在板翅式散热芯子组件中冷边直流道出口与环形散热芯子组件中冷边环形流道出口的交汇处，前盘包括能够容纳气流的腔体以及气流出口；
22、后盘，所述后盘设置在底筒上，后盘上有多块隔板，相邻隔板之间形成了与热边环形流道连通的通道，每块隔板上开有分流槽口，分流槽口沿着从底筒的内圆柱面到外圆柱面方向延伸，使得冷边环形流道与底筒内圆柱面构成的飞机进气道部分连通。
23、进一步，所述板翅式散热芯子组件包含冷边翅片、热边翅片、冷边封条、热边封条、隔板和侧板，冷边翅片形成了冷边直流道，热边翅片形成了热边直流道，隔板作为冷边直流道和热边直流道的换热界面。
24、进一步，高效环形散热器还包括前支架组件，所述前支架组件连接在底筒的一个轴向端面处，前支架组件主要由z形圈、盒形件和安装圈组成，z形圈同轴套接在底筒的外圆柱面外侧，多个盒形件间隔分布在z形圈的圆周向侧表面，安装圈连接在z形圈的轴向端面上并与环形散热芯子组件相连。
25、进一步，高效环形散热器还包括后支架组件，所述后支架组件主要由l形圈、密封圈组件、角块和大小卡板组成，l形圈同轴套接在安装圈外侧，密封圈组件设置在l形圈的一个轴向端面上，角块设置在l形圈的另一个轴向端面上，大小卡板间隔分布在l形圈圆周方向的侧表面上并与密封圈组件卡接。
26、作为一种选择，所述环形散热芯子组件中的热边环形流道和冷边环形流道，以及板翅式散热芯子组件中的热边直流道和冷边直流道采用不锈钢、高温合金、钛合金或铝合金制作。
27、与现有技术相比，本专利技术在环形散热器的基础上，通过在热空气的入口和出口之间设计一个高效紧凑的、耐高温的板翅式换热器芯子与环形散热芯子并联(或串联)形成双流路换热冷却，在不增加尺寸和重量的前提下，换热性能提高5％～10％，该环形散热器解决了大功率、超高速飞机发动机对环控及热管理系统冷却能力提升的要求，满足了飞机发动机对环控及热管理系统紧凑度的需要。
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1.一种高效换热方法，其特征在于：包括，
2.根据权利要求1所述的一种高效换热方法，其特征在于：所述二冷空气和三冷空气由一冷空气在第一圆环体的内环处分流形成，并通过调整二冷空气和三冷空气在一冷空气中的流量占比改变换热效率。
3.根据权利要求1所述的一种高效换热方法，其特征在于：所述三冷空气与热空气的换热通过第一散热器实现，一冷空气、二冷空气与热空气的换热通过第二散热器实现，第一散热器与第二散热器是结构不同的两种散热器。
4.一种高效环形散热器，其特征在于：设置在飞机进气道与发动机过渡段处，且包括，
5.根据权利要求4所述的一种高效环形散热器，其特征在于：
6.根据权利要求4所述的一种高效环形散热器，其特征在于：所述环形散热芯子组件(1)还包括，
7.根据权利要求4所述的一种高效环形散热器，其特征在于：所述板翅式散热芯子组件(2)包含冷边翅片(21)、热边翅片(22)、冷边封条(23)、热边封条(24)、隔板(25)和侧板(26)，冷边翅片(21)形成了冷边直流道，热边翅片(22)形成了热边直流道，隔板(25)
8.根据权利要求4所述的一种高效环形散热器，其特征在于：还包括前支架组件(3)，所述前支架组件(3)连接在底筒(13)的一个轴向端面处，前支架组件(3)主要由Z形圈(31)、盒形件(32)和安装圈(33)组成，Z形圈(31)同轴套接在底筒(13)的外圆柱面外侧，多个盒形件(32)间隔分布在Z形圈(31)的圆周向侧表面，安装圈(33)连接在Z形圈(31)的轴向端面上并与环形散热芯子组件(1)相连。
9.根据权利要求8所述的一种高效环形散热器，其特征在于：还包括后支架组件(4)，所述后支架组件(4)主要由L形圈(41)、密封圈组件(42)、角块(43)和大小卡板(44)组成，L形圈(41)同轴套接在安装圈(33)外侧，密封圈组件(42)设置在L形圈(41)的一个轴向端面上，角块(43)设置在L形圈(41)的另一个轴向端面上，大小卡板(44)间隔分布在L形圈(41)圆周方向的侧表面上并与密封圈组件(42)卡接。
10.根据权利要求4所述的一种高效环形散热器，其特征在于：所述环形散热芯子组件(1)中的热边环形流道和冷边环形流道，以及板翅式散热芯子组件(2)中的热边直流道和冷边直流道采用不锈钢、高温合金、钛合金或铝合金制作。
...【技术特征摘要】
1.一种高效换热方法，其特征在于：包括，
2.根据权利要求1所述的一种高效换热方法，其特征在于：所述二冷空气和三冷空气由一冷空气在第一圆环体的内环处分流形成，并通过调整二冷空气和三冷空气在一冷空气中的流量占比改变换热效率。
3.根据权利要求1所述的一种高效换热方法，其特征在于：所述三冷空气与热空气的换热通过第一散热器实现，一冷空气、二冷空气与热空气的换热通过第二散热器实现，第一散热器与第二散热器是结构不同的两种散热器。
4.一种高效环形散热器，其特征在于：设置在飞机进气道与发动机过渡段处，且包括，
5.根据权利要求4所述的一种高效环形散热器，其特征在于：
6.根据权利要求4所述的一种高效环形散热器，其特征在于：所述环形散热芯子组件(1)还包括，
7.根据权利要求4所述的一种高效环形散热器，其特征在于：所述板翅式散热芯子组件(2)包含冷边翅片(21)、热边翅片(22)、冷边封条(23)、热边封条(24)、隔板(25)和侧板(26)，冷边翅片(21)形成了冷边直流道，热边翅片(22)形成了热边直流道，隔板(25)作为冷边直流道和热边直流道的换热界面。
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【专利技术属性】
技术研发人员：魏金荣，屠敏，成昊，王敏行，曹天琴，黄祥海，
申请(专利权)人：贵州永红航空机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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