Теплообменные устройства и способы облегчения конвективного теплообмена с источником тепла или источником холода - RU2019120560A
Код документа: RU2019120560A
Формула
1. Теплообменное устройство (100), функционально связанное с корпусом винтокрылого летательного аппарата (910), причем теплообменное устройство (100) содержит:
наружную стенку (200), имеющую наружную поверхность (204), контактирующую с окружающей средой (102) теплообменного устройства (100) и образующую наружную форму теплообменного устройства (100);
внутреннюю стенку (300), образующую проточный канал (500) через теплообменное устройство (100), при этом наружная стенка (200) и внутренняя стенка (300) совместно образуют внутренний объем (400), который выполнен с возможностью вмещения источника (104) тепла, а проточный канал (500) содержит:
впускное отверстие (510), выполненное с возможностью приема скошенного вниз воздушного потока по меньшей мере с одной лопасти (934) винта винтокрылого летательного аппарата (910);
выпускное отверстие (520), выполненное с возможностью выпуска скошенного вниз воздушного потока из проточного канала (500); и
срединную область (530), проходящую между впускным отверстием (510) и выпускным отверстием (520) и выполненную с возможностью подачи скошенного вниз воздушного потока из впускного отверстия (510) в выпускное отверстие (520) и с обеспечением возможности теплообмена между внутренним объемом (400) и скошенным вниз воздушным потоком в пределах срединной области (530).
2. Теплообменное устройство (100) по п. 1, в котором корпус винтокрылого летательного аппарата (910) содержит короткое крыло (912), расположенное в направлении потока с по меньшей мере одной лопасти (934) винта, и где теплообменное устройство (100) механически соединено с коротким крылом (912).
3. Теплообменное устройство (100) по п. 1 или 2, также содержащее по меньшей мере одну теплообменную структуру (600), выступающую из внутренней стенки (300) внутрь срединной области (530), причем по меньшей мере одна теплообменная структура (600) выполнена с возможностью облегчения теплообмена между источником (104) тепла и скошенным вниз потоком воздуха в пределах срединной области (530).
4. Теплообменное устройство (100) по п. 1 или 3, в котором источник (104) тепла содержит одно или более из электронного устройства, несущих электрический ток проводов и радиолокационного устройства.
5. Теплообменное устройство (100) для размещения внутри него источника (104) тепла и облегчения конвективной передачи тепла от источника (104) тепла, содержащее:
наружную стенку (200), имеющую наружную поверхность (204), контактирующую с окружающей средой (102) теплообменного устройства (100) и образующую наружную форму теплообменного устройства (100);
внутреннюю стенку (300), образующую проточный канал (500) через теплообменное устройство (100), при этом наружная стенка (200) и внутренняя стенка (300) совместно образуют внутренний объем (400), который выполнен с возможностью вмещения источника (104) тепла или прикрепления к нему иным образом, и при этом проточный канал (500) содержит:
впускное отверстие (510), выполненное с возможностью приема текучей среды из окружающей среды (102);
выпускное отверстие (520), выполненное с возможностью выпуска текучей среды из проточного канала (500); и
срединную область (530), проходящую между впускным отверстием (510) и выпускным отверстием (520) и выполненную с возможностью подачи текучей среды из впускного отверстия (510) в выпускное отверстие (520) и с обеспечением возможности теплообмена между текучей средой в пределах срединной области (530) и внутренним объемом (400).
6. Теплообменное устройство (100) по п. 5, в котором проточный канал (500) является первым проточным каналом (500), а внутренняя стенка (300) образует второй проточный канал (500) через теплообменное устройство (100).
7. Теплообменное устройство (100) по п. 5 или 6, где источник (104) тепла содержит по меньшей мере одно из:
несущих электрический ток проводов;
электронной печатной платы;
электронного устройства;
устройства передачи данных;
устройства связи;
генератора; и
двигателя.
8. Теплообменное устройство (100) по п. 5 или 6, также содержащее первый корпус (702) и второй корпус (704), которые совместно образуют наружную стенку (200) и внутреннюю стенку (300), причем первый корпус (702) и второй корпус (704) выполнены с возможностью обеспечения выборочного доступа к внутреннему объему (400).
9. Теплообменное устройство (100) по п. 8, в котором первый корпус (702) и второй корпус (704) механически соединены с помощью одного или более крепежных механизмов (706), которые позволяют выборочно отсоединять и повторно соединять первый корпус (702) и второй корпус (704) без неустранимого повреждения.
10. Теплообменное устройство (100) по п. 8, в котором первый корпус (702) и второй корпус (704) соединены посредством по меньшей мере одной пружины (710) сжатия, которая смещает первый корпус (702) в направлении от второго корпуса (704).
11. Теплообменное устройство (100) по п. 5 или 6, которое дополнительно содержит теплообменные структуры (600), выступающие из внутренней стенки (300) внутрь срединной области (530), и в котором теплообменные структуры (600) выполнены с возможностью облегчения теплообмена между источником (104) тепла и текучей средой в срединной области (530).
12. Теплообменное устройство (100) по п. 11, в котором теплообменные структуры (600) содержат по меньшей мере одно из штырей, ребер, решеток, игл и гребней.
13. Теплообменное устройство (100) по п. 5 или 6, также содержащее соединительный элемент (900), выполненный с возможностью механического соединения с поверхностью (112) для крепления внешнего тела (106).
14. Теплообменное устройство (100) по п. 13, в котором соединительный элемент (900) содержит поворотную опору, которая обеспечивает вращение теплообменного устройства (100) с одной или более степенями свободы относительно поверхности (112) для крепления.
15. Теплообменное устройство (100) по п. 13, в котором соединительный элемент (900) выполнен с возможностью обеспечения повторного соединения теплообменного устройства (100) с поверхностью (112) для крепления и отсоединения от нее без повреждения.
16. Способ (1000) охлаждения источника (104) тепла, включающий в себя:
прием (1002) текучей среды во впускное отверстие (510) теплообменного устройства (100), которое содержит наружную стенку (200) и внутреннюю стенку (300), причем внутренняя стенка (300) образует проточный канал (500), проходящий через теплообменное устройство (100) и имеющий впускное отверстие (510), срединную область (530) и выпускное отверстие (520), а внутренний объем (400) образован между наружной стенкой (200) и внутренней стенкой (300);
протекание (1008) текучей среды из впускного отверстия (510) и в срединную область (530) теплообменного устройства (100);
протекание (1010) текучей среды в пределах срединной области (530) теплообменного устройства (100);
теплообмен (1012) между источником (104) тепла и текучей средой в пределах срединной области (530), причем источник (104) тепла по меньшей мере частично находится в пределах внутреннего объема (400); и
протекание (1014) текучей среды и тепла из срединной области (530) и из теплообменного устройства (100) через выпускное отверстие (520).
17. Способ (1000) по п. 16, в котором теплообмен (1012) между источником (104) тепла и текучей средой в пределах срединной области (530) включает в себя:
прием тепла от источника (104) тепла с помощью одной или более теплообменных структур (600), которые выступают из внутренней стенки (300) внутрь срединной области (530); и
теплообмен между одной или более теплообменными структурами (600) и текучей средой в пределах срединной области (530).
18. Способ (1000) по п. 16 или 17, в котором теплообменное устройство (100) соединено с поверхностью (112) для крепления внешнего тела (106) посредством одного или более поворотных креплений, и при этом способ (1000) также включает в себя:
прием (1004) от текучей среды и посредством впускного отверстия (510) и/или поверхности устройства (100) ориентирующего усилия; и
ориентирование (1006) теплообменного устройства (100) на основе ориентирующего усилия.
19. Способ (1000) по п. 16 или 17, в котором прием (1002) текучей среды во впускное отверстие (510) теплообменного устройства (100) включает в себя прием текучей среды во впускное отверстие (510) из окружающей среды (102) теплообменного устройства (100).
20. Способ (1000) по п. 16 или 17, в котором протекание (1014) текучей среды и тепла из срединной области (530) и из теплообменного устройства (100) включает в себя протекание текучей среды и тепла из срединной области (530) и в окружающую среду (102) теплообменного устройства (100).
