均化设备、热交换器组件及均化流体流中温度分布的方法技术

一种特别适于均化离开热交换器的流体流中的温度分布的均化设备（10），一种热交换器组件以及一种均化流体流中温度分布的方法。所述均化设备（10）包括具有流体流动通道（14）的主体（12），所述流体流动通道（14）延伸通过所述主体（12）。所述均化设备（10）进一步包括流动控制设备（20），该流动控制设备（20）被设置在所述流体流动通道（14）中并被构造为在流动通过所述流体流动通道（14）的流体流的外层（32）中诱发旋涡（S），同时所述流体流的内层（34）的流动特性基本保持不受所述流动控制设备（20）的影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种均化设备、一种包括均化设备的热交换器组件及一种均化流体流中的温度分布的方法。
技术介绍
离开热交换器的流体流通常显示在热交换器的出口面的一边到另一边的温度梯度，这可能影响热交换器下游的感应温度测量的准确度。而且，从热交换器的出口面的一边到另一边的温度梯度可能妨碍将离开热交换器的主流体流分为具有基本相同的温度的两个或更多分流体流。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种均化设备，该均化设备允许离开热交换器的流体流在热交换器的出口面的一边到另一边的温度分布快速且可靠的均化，而不引起流体流中过多的压力损失。进一步，本专利技术的目的在于提供一种包括这种类型的均化设备的热交换器组件。最后，本专利技术的目的在于提供一种方法，该方法设备允许离开热交换器的流体流在热交换器的出口面的一边到另一边的温度分布快速且可靠的均化，而不引起流体流中过多的压力损失。这些目的通过具有如下特征的均化设备、具有如下特征的热交换器组件以及具有如下特征的均化流体流中的温度分布的方法而实现。根据本专利技术的均化设备包括具有流动通道的主体，流动通道延伸通过主体。该主体例如可至少部分地由热交换器的集管形成，特别是设置在热交换器的出口区域中的热交换器集管。然而，替代地，该主体至少部分地还可由在热交换器出口下游延伸的管形成。然而，也可想到，该主体包括由热交换器的集管形成的第一部分和由在热交换器的下游延伸的管形成的第二部分。均化设备进一步包括设置在流体流动通道中的流动控制设备。该流动控制设备被构造为在流动通过流体流动通道的流体流的外层中诱发旋涡，同时流体流的内层的流动特性基本保持不受流动控制设备的影响。流动控制设备未必被构造为完全不影响流体流内层的流动特性。替代地，当然能想到，例如当流体流通过流动控制设备的下游区域时，流动控制设备影响流体流内层。然而，在根据本专利技术的均化设备中，流动控制设备被构造为在流体流的外层中诱发旋涡，同时至少对于某一时段和/或至少沿流体流动通道的某一长度，流体流内层的流动特性保持不受流动控制设备的影响。在根据本专利技术的均化设备中，流动控制设备诱发流体流的外层相对于流体流的内层的旋转运动。因此，流动控制设备对于均化流体流中显示在流体流的横截面的一边到另一边的温度梯度(即，沿基本垂直于流体流的流动方向的方向的温度梯度)的温度分布特别有效，因为流体流中显示最大温差的区域通过流体流的外层相对于流体流的内层的旋转运动而彼此紧密接触。与流体流的外层中存在的温差相比，流体的内层中的温差相对较小。因此，至少对于某一时段和/或至少沿流体流动通道的某一长度，流动控制设备基本不影响流体流内层的流动特性的事实基本不会削弱流动控制设备的均化效果。替代地，流动控制设备的构造确保由均化设备引起的流体流的压力损失被限制。因此，根据本专利技术的均化设备允许流体流中显示沿基本垂直于流体流的流动方向的方向的温度梯度的温度分布的快速且可靠的均化，并因此特别适于均化离开热交换器的流体流。同时，由均化设备引起的流体流中的压力损失特别低。当根据本专利技术的均化设备被用于均化离开热交换器的流体流的温度分布时，能改善热交换器的下游的流体流的温度的感应测量的准确性和可靠性。进一步，在热交换器的下游的流体流应该被分为两个或更多分流体流时，均化设备确保分流体流具有基本相同的温度。流动控制设备优选设置在流体流动通道的内壁的区域中。例如，流动控制设备可被附接到流体流动通道的内壁或与流体流动通道的内壁整体形成。进一步，流动控制设备优选为不包括可移动元件的静态设备。静态流动控制设备不需要用于驱动流动控制设备的外部能源的存在。替代地，流动控制设备允许影响流动通过流体流动通道的流体流的流动特性，例如，以均化流体流中的温度分布，其中影响流体流的流动特性所需的能量输入取自流体流本身，导致流体流中的压力下降。然而，如上所讨论，在根据本专利技术的均化设备中，由于流动控制设备的构造，由均化设备引起的流体流中的压力损失被限制。在根据本专利技术的均化设备的优选实施例中，流动控制设备被构造为使流体流的外层沿着沿流体流动通道的内壁的螺旋形流体流动路径行进。通过迫使流体流的外层沿着螺旋形流体流动路径行进，能影响流体流中温度分布的均化的流体流动路径的有效长度被增力口。因此，均化设备的均化效果被增强，而不需要增加均化设备所需的安装空间。流动控制设备可进一步被构造为在流体流的外层与内层之间的缓冲层中诱发相干涡流。例如，流动控制设备的构造可在流体流内层的流动特性不受影响的情况下在流体流的外层中诱发旋涡的时段之后或在流体流已经在流体流内层的流动特性不受影响的情况下通过流体流的外层中诱发旋涡所沿的流体流动通道的长度之后，促使在流体流的外层与内层之间的缓冲层中产生相干涡流。例如，在流体流的外层与内层之间的缓冲层中的相干涡流可通过流动控制设备诱发，该流动控制设备被构造为在流体流中引起压差，特别在流动控制设备的下游区域引起压差。然而，当流动控制设备使流动流的外层沿着螺旋形流体流动路径行进而内层仍然沿着基本沿流体流动通道的纵向轴线的流体流动路径行进时，或者当流体流的外层中诱发的旋涡的角速度大于内层的旋转运动的角速度(这例如可以是流动控制设备的下游区域中的情况)时，也可在流体流的外层与内层之间的缓冲层中诱发相干涡流。在这种情况下，内层与外层之间的相对运动在外层与内层之间的缓冲层中诱发另外的旋涡，并因此在流体流的外层与内层之间的缓冲层中产生相干涡流。流体流的外层与内层之间的缓冲层中的相干涡流的产生进一步改善均化设备的均化效果。优选地，涡流的直径达到流体流动通道的直径的尺寸的一半，导致均化设备的最佳均化效果。流体流动通道可包括具有第一流动截面的第一部分和具有比第一流动截面小的第二流动截面的第二部分。例如，流体流动通道的第一部分可由热交换器的集管限定，流体流动通道的第二部分可由在热交换器下游延伸的管限定。根据本专利技术的均化设备的流动控制设备可包括从流体流动通道的内壁延伸到流体流动通道中的至少一个流动控制叶片。流动控制叶片可被附接到流体流动通道的内壁或与流体流动通道的内壁整体形成。优选地，至少一个流动控制叶片的内边缘区域被布置为与流体流动通道的中心轴线相距预定距离。流动控制叶片的这种设计确保至少对于某一时段和/或至少沿流体流动通道的某一长度，流动通过流体流动通道的流体流的内层基本保持不受流动控制设备的影响，但是流动控制设备在流体流的外层中诱发旋涡。流动控制设备还可包括多个流动控制叶片，例如，沿流体流动通道的周边分布的四个流动控制叶片。流动控制设备的至少一个流动控制叶片可相对于流体流动通道的内壁倾斜。具体而言，流动控制叶片的第一主表面与流体流动通道的内壁之间限定的角度可小于90°，并且流动控制叶片的第二主表面与流体流动通道的内壁之间限定的角度可大于90°。流动控制叶片的主表面可基本平行于流体流动通道的纵向轴线延伸，即基本平行于在流动控制设备的上游流动通过的流体流动通道的流体流的流动方向延伸。包括至少一个倾斜的流动控制叶片的流动控制设备适于在流体流中受到流动控制设备影响的层中诱发旋涡，即旋转运动，从而流体流的外层沿着沿流体流动通道的内壁的螺旋形流体流动路径行进。替代地或除此之外，流动控制设备的至少一个流动控制叶片可被设计为使得流动控制叶片的主表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种均化设备（10），包括：具有流体流动通道（14）的主体（12），所述流体流动通道（14）延伸通过所述主体（12）；以及流动控制设备（20），该流动控制设备（20）被设置在所述流体流动通道（14）中并被构造为在流动通过所述流体流动通道（14）的流体流的外层（32）中诱发旋涡（S），同时所述流体流的内层（34）的流动特性基本保持不受所述流动控制设备（20）的影响。

【技术特征摘要】
2012.07.18 EP 12176836.0;2012.07.18 US 61/672,7821.一种均化设备(10)，包括: 具有流体流动通道(14)的主体(12)，所述流体流动通道(14)延伸通过所述主体(12);以及 流动控制设备(20)，该流动控制设备(20)被设置在所述流体流动通道(14)中并被构造为在流动通过所述流体流动通道(14)的流体流的外层(32)中诱发旋涡(S)，同时所述流体流的内层(34)的流动特性基本保持不受所述流动控制设备(20)的影响。2.根据权利要求1所述的均化设备，其中所述流动控制设备(20)被构造为使流动通过所述流体流动通道(14)的所述流体流的所述外层(32)沿着沿所述流体流动通道(14)的内壁(22)的螺旋形流体流动路径行进。3.根据权利要求1所述的均化设备，其中所述流动控制设备(20)被构造为在被设置在所述流体流的所述外层(32)与所述内层(34)之间的缓冲层(B)中诱发相干涡流(E)。4.根据权利要求1所述的均化设备，其中所述流体流动通道(14)包括具有第一流动横截面的第一部分(14a)和具有比所述第一流动横截面小的第二流动横截面的第二部分(14b)。5.根据权利要求1所述的均化设备，其中所述流动控制设备(20)包括从所述流体流动通道(14)的所述内壁(22)延伸到所述流体流动通道(14)中的至少一个流动控制叶片(24)，其中所述至少一个流动控制叶片(24)的内边缘区域(30)优选被布置为与所述流体流动通道(14)的中心轴线(A)相距预定距离。6.根据权利要求5所述的均化设备，其中所述至少一个流动控制叶片(24)相对于所述流体流动通道(14)的所述内壁(22)倾斜，从而所述流动控制叶片(24)的第一主表面(26)之间限定的角度(α )小于90°，并且所述流动控制叶片(24)的第二主表面(28)之间限定的角度(β )大于90°，和/或所述至少一个流动控制叶片(24)被设计为使得所述主表面(26、28)中的一个被提供具有凹曲度。7.根据权利要求5所述的均化设备，其中所述至少一个流动控制叶片(24)包括设置在所述流体流动通...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德里亚·威克斯，
申请(专利权)人：空中客车作业有限公司，
类型：发明
国别省市：