[发明专利]一种偏流板

说明书

本发明公开了一种偏流板，包括热扩散层、结构层和冷却层，热扩散层包括至少一个热扩散模块，该热扩散模块包括闭合回路脉动热管和固液相变材料；结构层为点阵夹层结构，包括上面板、下面板、胞元和固液相变材料；冷却层包括海水冷却板和海水输送泵，海水冷却板包括进水口、出水口、分水槽、集水槽和蜂窝式分形流道网络。闭合回路脉动热管以模块的形式配置在热扩散层上，在燃气冲击偏流板表面中心时，利用闭合回路脉动热管在任意部位加热是传热特性几乎不变、热响应快、传热能力突出的特性，以及热扩散层上非闭合回路脉动热管空间和结构层上非胞元空间填充的固液相变材料通过相变形式吸收储存大量融化热，使得热扩散层上热量迅速扩散，实现很好的均热性。

技术领域

本发明涉及一种偏流板，具体涉及的是一种利用闭合回路脉动热管和固液相变材料相结合实现热扩散、利用流动海水通过蜂窝式分形流道网络冷却的偏流板。

背景技术

喷气偏流板是保障舰载机在航母上安全连续起飞所必备的一项关键设备，其作用是将舰载机准备起飞时由喷气发动机喷射出的高温高速燃气向上和向外偏流。对偏流板进行优化设计，是保护舰载机后方飞行甲板上的人员、设备及其他飞机并且提高其换热效能以节能减排的一个重要举措。

由于航母上的飞机起飞间隔很短，并且偏流板表面的温度不能够高于飞机轮胎不受损害的最高温度，所以偏流板在吸收上一架飞机喷射燃气带来的热流之后，要迅速冷却到下一架飞机轮胎所能承受的温度范围内，这就要求偏流板不但具有耐高温、耐冲击，而且有均温性强，热效率高，热应力小的特点。目前所使用的大多数偏流板主要依靠金属材料的导热传递热量，受到材料本身导热能力的限制，往往有着热量散发慢、板材易损坏、使用寿命短等特点，既增加了偏流板的成本，又使得航母的作战能力下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供了一种新型的利用闭合回路脉动热管和固液相变材料相结合实现热扩散、利用流动海水通过蜂窝式分形流道网络冷却的偏流板。

为解决偏流板设计上存在的技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种偏流板，包括热扩散层、结构层和冷却层，所述结构层设置在所述热扩散层和冷却层的之间；所述热扩散层包括至少一个热扩散模块，该热扩散模块包括闭合回路脉动热管和固液相变材料，所述闭合回路脉动热管具有密闭的蛇形空间，所述固液相变材料分段填充在所述蛇形空间内，所述蛇形空间的下半段为加热段，所述蛇形空间的上半段为冷凝段；所述结构层为点阵夹层结构，包括上面板、下面板、胞元和固液相变材料，所述胞元以阵列的形式分布在所述上面板和下面板所夹的空间内，所述固液相变材料填充在所述结构层非胞元空间内；所述冷却层包括海水冷却板和海水输送泵，所述海水冷却板包括进水口、出水口、分水槽、集水槽和蜂窝式分形流道网络，蜂窝式分形流道网络由离散的蜂窝单元构成，在蜂窝单元之间形成分形流道，所述分水槽和集水槽位于所述蜂窝式分形流道网络的两侧，所述进水口连接所述分水槽，所述出水口连接所述集水槽，所述海水输送泵通过海水输送管道和海水冷却板的进水口相连接；所述胞元由三根完全相同的斜圆柱体杆件在斜圆柱体杆件的中心相交拼合而成，所述胞元的相对密度ρ为：

式中，ω为斜圆柱体杆件与所述上面板、下面板的夹角；d为斜圆柱体杆件的直径；h为上面板、下面板之间最短直线距离。

40°＜ω＜60°。

所述闭合回路脉动热管以模块的形式配置在所述热扩散层上，所述闭合回路脉动热管的数量为m，m＞2，且m为整数。

所述胞元数量为4n个，n≥1，且n为整数。

所述蜂窝式分形流道网络分形层数为k，2≤k＜8，且k为整数；所述蜂窝式分形流道网络的维数D＝2.585。