本發(fā)明屬于換熱，尤其涉及一種基于碳納米管強(qiáng)化壁面?zhèn)鳠岬膿Q熱板及換熱器。

背景技術(shù)：

1、碳納米管是一種由碳原子構(gòu)成的納米級(jí)管狀結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)特的物理和化學(xué)特性，在許多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。隨著科技的發(fā)展和對(duì)能源利用效率要求的不斷提高，傳統(tǒng)換熱器在一些特定場(chǎng)景下逐漸顯示出一定局限性。人們一直在尋求性能更優(yōu)越的換熱材料。碳納米管因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能而受到關(guān)注。它具有極高的熱導(dǎo)率，能夠快速傳遞熱量，這對(duì)于提高換熱器的換熱效率非常關(guān)鍵。在一些對(duì)換熱器尺寸、重量、換熱效率等有嚴(yán)格要求的領(lǐng)域，如航空航天、微電子等行業(yè)，傳統(tǒng)材料可能難以滿足需求，而碳納米管的出現(xiàn)為解決這些難題提供了新的途徑和可能性。此外，對(duì)于一些需要在極端環(huán)境下工作的換熱器，例如高溫、高壓或腐蝕性環(huán)境，碳納米管的良好穩(wěn)定性和耐受性也使其具有應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，對(duì)換熱器小型化、高效化的持續(xù)追求，也推動(dòng)了對(duì)碳納米管在這一領(lǐng)域的研究和探索，期望其能夠帶來創(chuàng)新性的突破和發(fā)展。

2、板式換熱器是一種高效的換熱設(shè)備，具有廣泛的應(yīng)用。在工業(yè)發(fā)展過程中，對(duì)熱量交換的需求不斷增加，需要更高效、緊湊、可靠的換熱裝置。它的設(shè)計(jì)理念基于增加換熱面積和優(yōu)化流體流動(dòng)路徑。通過將薄板沖壓成特定形狀并堆疊組裝，形成多個(gè)狹窄的流道，使得兩種換熱流體能夠充分接觸進(jìn)行熱交換。

3、綜上，提出一種基于碳納米管強(qiáng)化壁面?zhèn)鳠岬膿Q熱板及換熱器，充分利用碳納米管的納米尺寸和超高熱導(dǎo)率特性，實(shí)現(xiàn)換熱器件以及換熱器的超小型化、高傳熱效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種基于碳納米管強(qiáng)化壁面?zhèn)鳠岬膿Q熱板及換熱器，以解決上述問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、一種基于碳納米管強(qiáng)化壁面?zhèn)鳠岬膿Q熱板，包括：

4、換熱板片；

5、第二流域，設(shè)置在所述換熱板片上，所述第二流域的兩端與所述熱板片兩長邊的距離相等，所述第二流域的兩側(cè)與所述換熱板片兩寬邊的距離相等，所述第二流域內(nèi)設(shè)置有第二碳納米管陣列；

6、第一流域，位于所述換熱板片設(shè)置有所述第二流域的一側(cè)，所述第一流域周向設(shè)置在所述第二流域的外緣，所述第一流域的兩側(cè)與所述換熱板片兩寬邊的距離相等，所述第一流域內(nèi)設(shè)置有第一碳納米管陣列；

7、所述第二碳納米管陣列的密度大于所述第一碳納米管陣列的密度。

8、優(yōu)選的，所述第二流域與所述換熱板片的面積比為1/10-1/3。

9、優(yōu)選的，所述第二碳納米管陣列與所述第一碳納米管陣列的密度比為1/2-4/5。

10、一種換熱器，應(yīng)用有若干個(gè)換熱板組件，所述換熱板組件包括至少兩個(gè)所述的基于碳納米管強(qiáng)化壁面?zhèn)鳠岬膿Q熱板。

11、優(yōu)選的，所述換熱板片上開設(shè)有連通結(jié)構(gòu)，流體通過所述連通結(jié)構(gòu)在所述換熱板組件內(nèi)以及多個(gè)所述換熱板組件之間流動(dòng)，流體通過所述第一流域以及所述第二流域。

12、優(yōu)選的，所述連通結(jié)構(gòu)包括：

13、四個(gè)通孔，分別開設(shè)在所述換熱板片的四角處；

14、兩擋圈組，分別設(shè)置在所述換熱板片相對(duì)的兩側(cè)，所述擋圈組包括兩擋圈，同一所述擋圈組內(nèi)的兩所述擋圈對(duì)角設(shè)置，所述擋圈與所述通孔相適配，每個(gè)所述通孔上同軸設(shè)置有一個(gè)所述擋圈。

15、優(yōu)選的，同一所述換熱板組件內(nèi)相鄰兩所述換熱板片平行設(shè)置，兩所述換熱板片的邊緣處密封設(shè)置，其中一個(gè)所述換熱板片上的所述第一碳納米管陣列以及所述第二碳納米管陣列均與另一所述換熱板片抵接。

16、優(yōu)選的，相鄰兩所述換熱板片相對(duì)側(cè)面上的所述擋圈對(duì)應(yīng)且抵接設(shè)置。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果：

18、本發(fā)明中在第一流域內(nèi)設(shè)置第一碳納米管陣列，在第二流域內(nèi)設(shè)置第二碳納米管陣列，且第二碳納米管陣列的密度大于第一碳納米管陣列的密度，流體流經(jīng)相鄰兩換熱板片之間時(shí)，流經(jīng)第一流域的流體流速上升，流經(jīng)第二流域的流體流速下降，從而使流體的流量分配更為均勻，有利于換熱器換熱系數(shù)的提高與流動(dòng)阻力的減小，且碳納米管的使用減小了換熱板片以及換熱器的尺寸，實(shí)現(xiàn)整體換熱性能的提高以及體積的減小。

技術(shù)特征：

1.一種基于碳納米管強(qiáng)化壁面?zhèn)鳠岬膿Q熱板，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于碳納米管強(qiáng)化壁面?zhèn)鳠岬膿Q熱板，其特征在于：所述第二流域(3)與所述換熱板片(1)的面積比為1/10-1/3。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于碳納米管強(qiáng)化壁面?zhèn)鳠岬膿Q熱板，其特征在于：所述第二碳納米管陣列與所述第一碳納米管陣列的密度比為1/2-4/5。

4.一種換熱器，其特征在于，應(yīng)用有若干個(gè)換熱板組件，所述換熱板組件包括至少兩個(gè)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的基于碳納米管強(qiáng)化壁面?zhèn)鳠岬膿Q熱板。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的換熱器，其特征在于，所述換熱板片(1)上開設(shè)有連通結(jié)構(gòu)，流體通過所述連通結(jié)構(gòu)在所述換熱板組件內(nèi)以及多個(gè)所述換熱板組件之間流動(dòng)，流體通過所述第一流域(2)以及所述第二流域(3)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于碳納米管強(qiáng)化壁面?zhèn)鳠岬膿Q熱板，其特征在于：所述連通結(jié)構(gòu)包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的換熱器，其特征在于，同一所述換熱板組件內(nèi)相鄰兩所述換熱板片(1)平行設(shè)置，兩所述換熱板片(1)的邊緣處密封設(shè)置，其中一個(gè)所述換熱板片(1)上的所述第一碳納米管陣列以及所述第二碳納米管陣列均與另一所述換熱板片(1)抵接。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的換熱器，其特征在于，相鄰兩所述換熱板片(1)相對(duì)側(cè)面上的所述擋圈(5)對(duì)應(yīng)且抵接設(shè)置。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于換熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于碳納米管強(qiáng)化壁面?zhèn)鳠岬膿Q熱板及換熱器，包括：換熱板片；第二流域，設(shè)置在換熱板片上，第二流域內(nèi)設(shè)置有第二碳納米管陣列；第一流域，位于換熱板片設(shè)置有第二流域的一側(cè)，第一流域周向設(shè)置在第二流域的外緣，第一流域的兩側(cè)與換熱板片兩寬邊的距離相等，第一流域內(nèi)設(shè)置有第一碳納米管陣列；第二碳納米管陣列的密度大于第一碳納米管陣列的密度。本發(fā)明中流體經(jīng)過碳納米管陣列時(shí)流量分配更為均勻，有利于換熱器換熱系數(shù)的提高與流動(dòng)阻力的減小，且碳納米管的使用減小了換熱板片以及換熱器的尺寸，實(shí)現(xiàn)整體換熱性能的提高以及體積的減小。

技術(shù)研發(fā)人員：梅孝峰,胡寧元
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京長毅科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15