[发明专利]实现矩形中心向四周均匀分流的进气导流结构及方法

说明书

本发明涉及一种实现矩形中心向四周均匀分流的进气导流结构及方法，属于换热器设计技术领域。本发明通过流路布局设计实现了对换热器进口气流进行整流，使其均匀分流至矩形四条边，同时能够提高换热器在高温高压下的承压能力，进一步地，还增加了换热面积，可以更好地增强换热效果。

技术领域

本发明属于换热器设计技术领域，具体涉及一种实现矩形中心向四周均匀分流的进气导流结构及方法。

背景技术

Li/SF6燃烧换热系统作为一种水下动力装置的重要组成部分，其特性在于高能量密度和高比能，并且在常压下其产物保持固态特征，可实现真正闭式循环。然而Li/SF6反应十分剧烈，燃烧室壳体外壁面温度可达1000K以上。

换热器作为Li/SF6燃烧换热系统的一部分，其作用有如下两个：一是换热器内工质从壳体壁面吸热升温，以进入下一部件做功；二是降低壳体壁面温度，保护燃烧室安全稳定运行，起热防护的作用。为保证高温高压下的流动换热性能及结构完整性，换热器采用翅片形式，燃烧系统截面尺寸为1500mm*700mm，与翅片尺寸量级相差悬殊，因此保证换热器进气后均匀分流十分关键。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何对由换热器中心进入的气流进行整流，使其均匀分流至矩形四条边，并降低流阻，同时增加换热器强度。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种实现矩形中心向四周均匀分流的进气导流方法，该方法中，在燃烧室底面布置四部分换热翅片，未布置换热翅片的通道呈X形，形成X形流路，使得气流由燃烧室底面中心进入后向X形流路分流，同时沿各换热翅片的通道向各边分流，气流在换热翅片中以垂直于矩形边的方向流动。

优选地，所述换热翅片设计为平直翅片。

优选地，所述平直翅片的规格设计为节距sf＝2mm，高度hf＝2.5mm。

本发明还提供了一种利用所述的方法设计得到的进气导流结构。

优选地，该结构为在燃烧室底面布置四部分换热翅片后所形成的X形流路结构以及四部分换热翅片本身所形成的分流通道。

本发明还提供了一种换热器，包括所述的进气导流结构。

本发明还提供了一种燃烧换热系统，包括所述的换热器。

优选地，所述系统为Li/SF6燃烧换热系统。

本发明还提供了一种水下动力装置，包括所述的Li/SF6燃烧换热系统。

(三)有益效果

本发明通过流路布局设计实现了对换热器进口气流进行整流，使其均匀分流至矩形四条边，同时能够提高换热器在高温高压下的承压能力，进一步地，还增加了换热面积，可以更好地增强换热效果。

附图说明

图1为本发明设计的燃烧室底部均匀分流结构模型；

图2为本发明设计的翅片结构模型；

图3为本发明仿真得到的流场流线图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

Li/SF6换热系统的总体布局基于燃烧室结构设计，燃烧室截面尺寸为1500mm*700mm，主要换热区域为燃烧室底面及侧壁。