[0155] 相邻板组之间的间距为S1是相邻板组相对的壁面之间的距离。
[0156] 板组的长度为H1是平行于板组内流体流动方向的长度,参见图8。
[0157] 进一步优选,随着V2/V1的增加,a逐渐增加,b逐渐增加。通过如此设置,能够使得优化的关系式进一步接近实际的数值模拟和实验结果,进一步提高换热效果。
[0158] 作为优选,蒸发系统中(即热管冷凝端),蒸发器8采用15片单片散热片等间距平行放置,由集管并联在一起,最后由散热片架固定成组,结构如图8所示。
[0159] 作为优选,热管冷凝端到热管蒸发端(太阳能集热器)的管路上设置动力装置,用于驱动冷凝端的换热后的流体传输到蒸发端进行吸热。
[0160] 进一步优选,所述动力装置是驱动泵。
[0161] 蒸发器8由
激光焊接和胀形技术加工而成,蒸发器中流体流动路径呈U型结构,U型路径上分布有小质点,以达到扰流的目的,使蒸发器内壁与流体导热介质充分接触,提高传热效率。
[0162] 进口集管82和出口集管86分别连接蒸汽入口管81和冷凝水出口管87。作为优选,进口集管的蒸汽(流体)入口管81内设置稳流装置,所述稳流装置14的结构如图12、13所示。所述稳流装置14是片状结构,所述片状结构在蒸汽入口管81的横截面上设置;所述稳流装置14为正方形和正八边形结构组成,从而形成正方形通孔141和正八边形通孔142。如图1 所述正方形通孔141的边长等于正八边形通孔142的边长,所述正方形通孔的四个边143分别是四个不同的正八边形通孔的边143,正八
变形通孔的四个互相间隔的边143分别是四个不同的正方形通孔的边143。
[0163] 两相流动及不稳定现象广泛地存在于换热装置中,例如环路热管中,因为存在汽相同时带动液相进行流动。而两相流体进入换热设备会产生空间扩大导致的
水锤现象,同是因为大量的产生,还会恶化换热。当两相工质的汽液相没有均匀混合且不连续流动时,大尺寸的液团会高速地占据汽团空间,导致两相流动不稳定,从而剧烈地冲击设备与管道,产生强烈震动和噪声,严重地威胁热管设备运行安全。
[0164] 本发明采用新式结构的稳流装置,就是将环路热管中的稳流装置进行了领域转移,将其应用于环路热管蒸发端的入口管。因为蒸汽入口管81连接进口集管82,因此使得汽水混合物进入进口集管82的时候会产生空间扩大导致的水锤现象。本发明采用新式结构稳流装置,具有如下优点:
[0165] 1)本发明提供了一种新式正方形通孔和正八边形通孔相结合的新式结构的稳流装置,通过正方形和正八边形,使得形成的正方形孔和正八边形孔的边形成的夹角都是大于等于90 度,从而使得流体能够充分流过每个孔的每个位置,避免或者减少流体流动的短路。本发明通过新式结构的稳流装置将两相流体分离成液相和气相,将液相分割成小液团,将气相分割成小气泡,抑制液相的回流,促使气相顺畅流动,起到稳定流量的作用,具有减振降噪的效果。相对于现有技术中的稳流装置,进一步提高稳流效果,而且制造简单。
[0166] 2)本发明通过合理的布局,使得正方形和正八边形通孔分布均匀,从而使得整体上的横街面上的流体分割均匀,避免了现有技术中的环形结构沿着周向的分割不均匀问题。
[0167] 3)本发明通过正方形孔和正八边形通孔的间隔均匀分布,从而使得大孔和小孔在整体横截面上分布均匀,而且通过相邻的稳流装置的大孔和小孔的位置变化,使得分隔效果更好。
[0168] 4)本发明通过设置稳流装置为片状结构,使得稳流装置结构简单,成本降低。
[0169] 本发明因为将气液两相在所有换热管的所有横截面位置进行了分割,从而在整个换热管截面上实现气液界面以及气相
边界层的分割与冷却壁面的接触面积并增强扰动,大大的降低了噪音和震动,还能够使进入进口集管82的流体与海水进行充分换热,强化了传热。
[0170] 作为优选,所述稳流装置包括两种类型,如图12,13所示,第一种类型是正方形中心稳流装置,正方形位于蒸汽入口管或者冷凝管的中心,如图13所示。第二种是正八边形中心稳流装置,正八边形位于蒸汽入口管或者冷凝管的中心,如图12所示。作为一个优选,上述两种类型的稳流装置相邻设置,即相邻设置的稳流装置类型不同。即与正方形中心稳流装置相邻的是正八边形中心稳流装置,与正八边形中心稳流装置相邻的是正方形中心稳流装置。本发明通过正方形孔和正八边形孔的间隔均匀分布,从而使得大孔和小孔在整体横截面上分布均匀,而且通过相邻的稳流装置的大孔和小孔的位置变化,使得通过大孔的流体接下来通过小孔,通过小孔的流体接下来通过大孔,进一步进行分隔,促进汽液的混合,使得分隔减震降噪效果更好。
[0171] 作为优选,所述蒸汽入口管81的横截面是正方形。
[0172] 作为优选,沿着流体流动的方向,蒸汽入口管81的管径不断的增加。主要原因如下:1) 通过增加蒸汽入口管的管径,可以减少流动的阻力,使得蒸汽入口管内蒸发的汽体不断的向着管径增加的方向运动,从而进一步促进环路热管的循环流动。2)通过蒸汽入口管的管径的增加,可以减少汽体出口的体积的增加导致的冲击现象。
[0173] 作为优选,沿着流体流动的方向,蒸汽入口管81的管径不断的增加的幅度越来越大。上述管径的幅度变化是本
申请人通过大量的实验和数值模拟得到的结果,通过上述的设置,能够进一步的促进环路热管的循环流动,达到压力整体均匀,减少冲击现象。
[0174] 作为优选,蒸汽入口管81内设置多个稳流装置,距离进口集管82越近,稳流装置之间的间距越小。设距离进口集管82的距离为H,相邻稳流装置之间的间距为S,S=F1(H),即S 是以高度H为变量的函数,S’是S的一次导数,满足如下要求:
[0175] S’>0;
[0176] 主要原因是因为越靠近进口集管82,震动及其噪音也会不断的增加,也越来越需要进一步缓解振动和噪音。因此需要设置的相邻稳流装置之间的距离越来越短。
[0177] 从蒸汽入口管出口到进口集管这一段,因为这一段的空间突然变大,空间的变化会导致气体的快速向上流出和聚集,因此空间变化会导致聚集的汽相(汽团)从蒸汽入口管位置进入冷凝集管,由于气(汽)液
密度差,气团离开接管位置将迅速向上运动,而气团原空间位置被气团推离壁面的液体同时也将迅速回弹并撞击壁面,形成撞击现象。气(汽)液相越不连续,气团聚集越大,水锤
能量越大。撞击现象会造成较大的噪声震动和机械冲击,对设备造成破坏。因此为了避免这种现象的发生,此时设置的相邻稳流装置之间的距离越来越短,从而不断的在流体输送过程中分隔气相和液相,从而最大程度上减少震动和噪音。
[0178] 通过实验发现,通过上述的设置,既可以最大程度上减少震动和噪音,同时可以提高换热效果。
[0179] 进一步优选,距离进口集管82越近,相邻稳流装置之间的距离越来越短的幅度不断增加。即S”是S的二次导数,满足如下要求:
[0180] S”<0;
[0181] 通过实验发现,通过如此设置,能够进一步降低7%左右的震动和噪音。
[0182] 作为优选,蒸汽入口管内设置多个稳流装置,距离进口集管82越近,正方形的边长越来越小。距离进口集管82距离为H,正方形的边长为C,C=F2(H),C’是C的一次导数,满足如下要求:
[0183] C’>0;
[0184] 进一步优选,距离进口集管82越近,正方形的边长越来越小的幅度不断的增加。C”是 C的二次导数,满足如下要求:
[0185] C”<0。
[0186] 具体理由参见前面稳流装置间距变化。
[0187] 作为优选,相邻稳流装置之间的距离保持不变。
[0188] 作为优选,所述蒸汽入口管内壁设置缝隙,所述稳流装置的外端设置在缝隙内。
[0189] 作为优选,蒸汽入口管为多段结构焊接而成,多段结构的连接处设置稳流装置。
[0190] 通过分析以及实验得知,稳流装置之间的间距不能过大,过大的话导致减震降噪的效果不好,同时也不能过小,过小的话导致阻力过大,同理,正方形的边长也不能过大或者过小,也会导致减震降噪的效果不好或者阻力过大,因此本发明通过大量的实验,在优先满足正常的流动阻力(总承压为2.5Mpa以下,或者单根蒸汽入口管的沿程阻力小于等于5Pa/M)的情况下,使得减震降噪达到最优化,
整理了各个参数最佳的关系。
[0191] 作为优选,相邻稳流装置之间的距离为S1,正方形通孔的边长为L1,蒸汽入口管为正方形截面,蒸汽入口管正方形截面的边长为L2,满足如下要求:
[0192] S1/L2=a*(L1/L2)2+b*(L1/L2)-c