一種新型相間螺旋內(nèi)肋扭曲換熱管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型相間螺旋內(nèi)肋扭曲換熱管，屬于強(qiáng)化換熱技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]換熱器在國民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，是能源、石油、化工、冶金、動(dòng)力、輕工業(yè)、食品乃至航空航天行業(yè)中最常見的設(shè)備之一，它是開發(fā)二次能源，實(shí)現(xiàn)熱回收節(jié)約能源耗散的重要設(shè)備；目前，管殼式換熱器由于其流量大、壓降損失小以及操作壓力高而被廣泛應(yīng)用；工程應(yīng)用中的管殼式換熱器的換熱管都使用光管，工作流體在光管內(nèi)的湍流效果差，造成換熱效果不明顯，換熱效率不高的缺點(diǎn)；管殼式換熱器一般運(yùn)行周期較長，流體內(nèi)雜質(zhì)等污垢沉積，容易堵塞，影響設(shè)備的效率，尤其是大型的管殼式換熱器的換熱管道結(jié)垢，會(huì)形成堵塞，這不但影響換熱效果，而且影響整個(gè)工藝流程的運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)以上所述問題，本發(fā)明提供了一種新型相間螺旋內(nèi)肋扭曲換熱管，其優(yōu)點(diǎn)在于，工作介質(zhì)在管內(nèi)流動(dòng)換熱時(shí)湍流程度高、換熱系數(shù)高、不易結(jié)垢。
[0004]本發(fā)明涉及的新型相間螺旋內(nèi)肋扭曲換熱管是由進(jìn)口段[I]、順時(shí)針螺旋扭曲段
[2]、直管段1[3]、逆時(shí)針螺旋扭曲段[4]、直管段2[5]、出口段[6]、進(jìn)口段內(nèi)肋[7]、順時(shí)針螺旋扭曲段內(nèi)肋[8]、直管段I內(nèi)肋[9]、逆時(shí)針螺旋扭曲段內(nèi)肋[10]、直管段2內(nèi)肋[11]、出口段內(nèi)肋[12]組成;該型新型相間螺旋內(nèi)肋扭曲換熱管的內(nèi)肋型式有梯形、方形和三角形等3種型式，其各種型式的幾何參數(shù)為的結(jié)構(gòu)參數(shù)為:(I)梯形主要由肋高A[31]、斜角Al
[33]、斜角A2[34]和肋頂寬A[32]組成，(2)方形主要由肋高B[35]和肋頂寬B [36]組成，
(3)三角形主要由肋高C[37]、斜角Cl [38]和斜角C2 [39]組成;該新型相間螺旋內(nèi)肋扭曲換熱管的結(jié)構(gòu)對(duì)流體在壁面形成的壁面邊界層和污垢層產(chǎn)生的異常強(qiáng)烈的破壞作用，使換熱系數(shù)提高;該新型相間螺旋內(nèi)肋扭曲換熱管的截面基圓為橢圓，其管壁厚度[23]、基圓的長軸[21]和基圓的短軸[22]可以根據(jù)肋片的幾何參數(shù)制作出不同的尺寸;該新型相間螺旋內(nèi)肋扭曲換熱管具有湍流程度高、換熱系數(shù)高和不易結(jié)垢等優(yōu)點(diǎn)，在工程應(yīng)用上有較好的發(fā)展前景和廣泛的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說明】
[0005]圖1新型相間螺旋內(nèi)肋扭曲換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2新型相間螺旋內(nèi)肋扭曲換熱管的管壁和內(nèi)肋橫截面示意圖；
圖3新型相間螺旋內(nèi)肋扭曲換熱管管的內(nèi)肋幾何參數(shù)示意圖；
圖中:I一進(jìn)口段，2—順時(shí)針螺旋扭曲段，3—直管段I，4一逆時(shí)針螺旋扭曲段，5—直管段2，6一出口段，7一進(jìn)口段內(nèi)肋，8一順時(shí)針螺旋扭曲段內(nèi)肋，9一直管段I內(nèi)肋，1一逆時(shí)針螺旋扭曲段內(nèi)肋，11一直管段2內(nèi)肋，12—出口段內(nèi)肋，21—基圓的長軸，22—基圓的短軸，23—管壁厚度，31—肋高A，32—肋頂寬A，33—斜角Al，34—斜角A2，35—肋高B，36—肋頂寬 B，37—肋高C，38—斜角Cl，39—斜角C2。
【具體實(shí)施方式】
[0006]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0007]本發(fā)明的實(shí)施方式如下:
流體由進(jìn)口段[I]進(jìn)入該新型相間螺旋內(nèi)肋扭曲換熱管中，流體隨著該新型相間螺旋內(nèi)肋扭曲換熱管的順時(shí)針螺旋扭曲段[2]、直管段1[3]、逆時(shí)針螺旋扭曲段[4]和直管段2
[5]的周期性變化產(chǎn)生了周期性螺旋流動(dòng)，最終由出口段[6]流出該新型相間螺旋內(nèi)肋扭曲換熱管。
[0008]當(dāng)流速比較緩慢時(shí)候，流體在進(jìn)口段內(nèi)肋[7]、順時(shí)針螺旋扭曲段內(nèi)肋[8]、直管段I內(nèi)肋[9]、逆時(shí)針螺旋扭曲段內(nèi)肋[10]、直管段2內(nèi)肋[11]、出口段內(nèi)肋[12]的導(dǎo)流作用下，形成了相切于管壁的二次流，這種現(xiàn)象增加了流體的湍流效應(yīng)，在一定程度上對(duì)流體在壁面形成的壁面邊界層和污垢層產(chǎn)生的破壞作用，使換熱系數(shù)提高；當(dāng)流速比較湍急時(shí)候，進(jìn)口段內(nèi)肋[7]、順時(shí)針螺旋扭曲段內(nèi)肋[8]、直管段I內(nèi)肋[9]、逆時(shí)針螺旋扭曲段內(nèi)肋[10]、直管段2內(nèi)肋[11]、出口段內(nèi)肋[12]讓二次流更加劇烈，對(duì)流體在壁面形成的壁面邊界層和污垢層產(chǎn)生的異常強(qiáng)烈的破壞作用，使換熱系數(shù)提高；內(nèi)肋型式有梯形、方形和三角形等3種型式，其各種型式的幾何參數(shù)為的結(jié)構(gòu)參數(shù)為:(I)梯形主要由肋高A[31]、斜角Al[33]、斜角A2[34]和肋頂寬[32]組成，(2)方形主要由肋高B[35]和肋頂寬[36]組成，(3)三角形主要由肋高C[37]、斜角Cl[38]和斜角C2[39]組成，內(nèi)肋的型式和幾何參數(shù)直接影響著流體在該新型相間螺旋內(nèi)肋扭曲換熱管中的流動(dòng)方式;該新型相間螺旋內(nèi)肋扭曲換熱管具有湍流程度高、換熱系數(shù)高和不易結(jié)垢等優(yōu)點(diǎn)，在工程應(yīng)用上有較好的發(fā)展前景和廣泛的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型相間螺旋內(nèi)肋扭曲換熱管，其特征在于:該新型相間螺旋內(nèi)肋扭曲換熱管是由順時(shí)針螺旋扭曲段、直管段、以及逆時(shí)針螺旋扭曲段和沿著其內(nèi)部管壁分布的周期性扭轉(zhuǎn)的肋片組成。2.該新型相間螺旋內(nèi)肋扭曲換熱管的肋片隨著相間螺旋扭曲換熱管中的順時(shí)針螺旋扭曲段、直管段、以及逆時(shí)針螺旋扭曲段周期性扭轉(zhuǎn)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)容，其特征在于:該新型相間螺旋內(nèi)肋扭曲換熱管的肋片的分為三種型式:梯形、方形和三角形，其各種型式的幾何參數(shù)可以根據(jù)不同工況制作出不同的尺寸。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)容，其特征在于:該新型相間螺旋內(nèi)肋扭曲換熱管的基圓為橢圓，其管壁厚度、基圓的長軸和短軸可以根據(jù)肋片的幾何參數(shù)制作出不同的尺寸。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種新型相間螺旋內(nèi)肋扭曲換熱管，該新型相間螺旋內(nèi)肋扭曲換熱管是由順時(shí)針螺旋扭曲段、直管段、以及逆時(shí)針螺旋扭曲段和沿著其內(nèi)部管壁分布的周期性扭轉(zhuǎn)的肋片組成；本發(fā)明涉及一種新型相間螺旋內(nèi)肋扭曲換熱管，其工作介質(zhì)在管內(nèi)流動(dòng)換熱時(shí)具有湍流程度高、換熱系數(shù)高、不易結(jié)垢的優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【IPC分類】F28F13/12, F28F19/00
【公開號(hào)】CN105526825
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610056541
【發(fā)明人】王定標(biāo), 韓勇, 朱有健, 張燦燦, 劉華東, 薛冰, 張喜迎, 鄧靜, 董楨
【申請(qǐng)人】鄭州大學(xué)
【公開日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2016年1月28日