具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

参见图1至图4所示，根据本发明的实施例，提供了一种翅片结构，翅片结构包括翅片基体10和多个凸起部，翅片基体10上具有用于穿设换热管的管孔结构20，翅片基体10为波纹翅片；凸起部设置在翅片基体10上，多个凸起部环绕在管孔结构20的外周。

本发明对波纹翅片进行结构改进，通过在管孔结构的外周设置了多个凸起部，凸起部的作用可以加强管孔结构(安装的换热器)附近的气流扰动，使局部区域的流速提高，增强了冷热流体的混合，增大了翅片的有效换热面积，从而强化了换热器的换热性能。本发明的翅片结构相比于开窗翅片来说，在湿工况下翅片表面不易结霜，可以有效减少发生流道堵塞的情况。本发明的翅片结构相比于普通的波纹翅片，能够有效增加换热面积，进一步提高了换热效果。

结合图1和图2，翅片基体10包括多个第一波纹面11和多个第二波纹面12，第一波纹面11与第二波纹面12间隔设置，第一波纹面11对应波节长度L1大于第二波纹面12对应波节长度L2。也就是说翅片基体10的片表面分为大波纹面和小波纹面，第一波纹面是大波纹面，第二波纹面是小波纹面，而且沿气流方向呈M型展开。

两个第一波纹面11之间具有两个第二波纹面12，两个第二波纹面12相邻设置。优选地，两个第一波纹面11相对于管孔结构20对称设置，两个第二波纹面12相对于管孔结构20对称设置，两个第二波纹面12相交形成波谷线。本实施例的翅片基体10中，第一波纹面和第二波纹面的结构排布使整体片表面沿气流方向呈M型展开。

进一步优选地，翅片基体10的波纹高度h1与翅片间距S的比值h1/S为0.58～0.62，L1/L2为1.5～1.7。波纹高度和翅片间距的关系，以及第一波纹面11对应波节长度L1和第二波纹面12对应波节长度L2的关系，可以提升翅片自身的换热能力。

参见图2，多个凸起部包括环管结构31和侧凸结构32，环管结构31凸出设置在第一波纹面11上；侧凸结构32凸出设置在第二波纹面12上。环管结构31和侧凸结构32都是对流体扰动加强的，两个结构设置在不同的波纹面上，以延缓了边界层流动分离的现象，提高了翅片的换热性能。

环管结构31为环形凸起结构，环管结构31的数量为多个，多个环管结构31对称分布在管孔结构20的外周。在本实施例中，环管结构为对称布置于第一波纹面11上的四段环形凸起结构。

侧凸结构32为凸台结构，侧凸结构32的数量为多个，多个侧凸结构32的对称分布在管孔结构20的外周。侧凸结构32为对称布置于第二波纹面12上的四段方台凸起结构，侧凸结构32呈矩形方台块形状。侧凸结构32和环管结构31的设置加强了换热管附近的气流扰动，使其局部区域的流速提高，增强了冷热流体的混合，减薄了边界层的厚度，使管后尾迹区域明显减小，增大了翅片的有效换热面积。

为了考虑气流和环管结构31高度的平衡关系，环管结构31的凸起高度h3与翅片间距S的比值h3/S为0.35～0.4。

为了考虑气流和侧凸结构32高度的平衡关系，侧凸结构32的凸起高度h2与翅片间距S的比值h2/S为0.35～0.4。

优选地，翅片基体10上还设置有环形凹槽40，管孔结构20位于环形凹槽40内，环形凹槽40与管孔结构20同心设置，环形凹槽40的外周与第一波纹面11和第二波纹面12相接，凸起部均位于环形凹槽40外部。环形凹槽40的结构设置便于周边侧凸结构和环管结构的冲压成型，提升了工艺实用性，环形凹槽40的结构能够简化加工难度，降低了翅片结构的加工成本，具备非常高的工业价值。

两个第一波纹面11之间具有两个第二波纹面12，两个第二波纹面12相邻设置，两个第二波纹面12相交形成波谷线。环形凹槽40与第一波纹面11相接处形成对称的两个弧形面，环形凹槽40与两个第二波纹面12相接处形成对称的两个平面。环形凹槽40在垂直来流方向与波谷线相切；弧形面的母线与换热管的中轴线夹角θ为45°。

环形凹槽40的最大外径d1与换热管外径D的比值d1/D为1.6～1.7。管孔结构20的内径D1与换热管外径D的比值D1/D为1.025～1.035。

本发明还提供了一种换热器的实施例，换热器包括上述实施例的翅片结构。

本实施例通过ANSYS Fluent进行仿真验证，仿真时入口空气流速分别为2m/s、3m/s、4m/s、5m/s、6m/s，进风温度为35℃，管壁温度为50.62℃，对比在同等流量情况下有无设置侧凸结构和环管结构前后换热量Q、努赛尔数Nu、热阻R的变化情况以及流道内的流场特征，其中，换热量Q、努赛尔数Nu、热阻R的定义如下：

Q＝mC_p(T_out-T_in)

m为质量流量，单位是kg/s；Cp为定压比热容，单位是j/(kg·K)；T_out为空气流道出口平均温度，单位是K；T_in为空气流道入口平均温度，单位是K。

h为对流换热系数，单位是w/(m²·K)；De为空气流通面当量直径，单位是m；λ为空气的导热系数，单位是w/(m·K)。

S为翅片换热表面积，单位是m²；ΔTm为对数平均温差，单位是K。

ΔT_max＝T_wall-T_inΔT_min＝T_wall-T_out

T_wall为翅片表面的平均温度，单位是K。

换热量Q、努赛尔数Nu、热阻R均可以通过提取仿真数据计算求得，且换热量Q、努赛尔数Nu越大，或热阻R越小，则换热性能越好。

换热量Q随入口风速的变化情况如图5所示，随着入口风速增大，换热量的提升量会增大，在6m/s时，相对原翅片，换热量提升最大，为4.37％。图5中新翅片是指本发明的翅片机构，原翅片是指现有技术的翅片结构。

努赛尔数Nu随入口风速的变化情况如图6所示，随着入口风速增大，努赛尔数逐渐增大，在2m/s时，相对原翅片，努赛尔数提升最大，为11.16％。图6中新翅片是指本发明的翅片机构，原翅片是指现有技术的翅片结构。

热阻R随入口风速的变化情况如图7所示，随着入口风速增大，热阻逐渐减小，在2m/s时，相对原翅片，热阻降低最大，为14.52％。图7中新翅片是指本发明的翅片机构，原翅片是指现有技术的翅片结构。

本发明还给出了设置侧凸结构和环管结构前后，入口风速为2m/s、4m/s、6m/s时流道内的流场特征对比情况，如图8-10所示。其中，图8示出了入口风速2m/s时流道内的流场特征对比情况；图9示出了入口风速4m/s时流道内的流场特征对比情况；图10示出了入口风速6m/s时流道内的流场特征对比情况。

不同入口风速下，现有技术的翅片结构和本发明翅片结构的对比，表现出相同的流场特征差异性，其主要体现出，侧凸结构和环管结构的设置加强了换热管附近的气流扰动，使当地局部区域的流速提高，增强了冷热流体的混合，减薄了边界层的厚度，使管后尾迹区域明显减小，增大了翅片的有效换热面积，从而强化了换热器的换热性能。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

当然，以上是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。