專(zhuān)利名稱(chēng)：一種傳熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于傳熱元件，具體涉及一種等直徑圓形截面螺旋狀傳熱管。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)換熱器上常用的傳熱管主要包括螺旋槽管、橫槽紋管、縱槽管、縮放管、內(nèi)翅管以及波紋管等，其強(qiáng)化傳熱機(jī)理主要依靠減薄邊界層厚度、增加壁面的換熱面積以及加強(qiáng)壁面附近流體的擾動(dòng)等，在換熱得到強(qiáng)化的同時(shí)，均不同程度存在某些不足，如流阻增大、結(jié)焦結(jié)垢甚至堵塞、安全性降低以及加工費(fèi)用增加等，在實(shí)際推廣應(yīng)用中受到一定局UiLBercles A E. Handbook of heat transfer applications. New York :McCraw_Hill,1985 ；以及 Webb R L. Principles of Enhanced Heat Transfer. John Wiley & Sons, NewYork, ISBN 0-471-57778-2(1994)。為了克服或彌補(bǔ)上述傳熱管及其強(qiáng)化傳熱機(jī)理的不足之處，過(guò)增元等人從能量方程出發(fā)，提出了強(qiáng)化傳熱的場(chǎng)協(xié)同原理，認(rèn)為流體對(duì)流換熱的性能取決于速度場(chǎng)與熱流場(chǎng)的協(xié)同，在相同的速度和溫度邊界條件下，它們的協(xié)同程度越好，換熱強(qiáng)度就越高；見(jiàn)CuoZ Y, Li Z Y, Wane B X. A novel concept for convective heat transfer enhancement.Iht. J. Heat Mass Transfer, 1998,41 (2) :2221 2225?，F(xiàn)有的采用場(chǎng)協(xié)同原理的新型傳熱管主要包括扭曲橢形截面換熱管、交叉橢形截面換熱管、急擴(kuò)加速流縮放管以及管段和/或管段截面呈異型/形的強(qiáng)化換熱管等，見(jiàn)(1)孟繼安1999年提出的扭曲橢形截面換熱管，中國(guó)專(zhuān)利號(hào)97221659. 6 ;(幻孟繼安2004年提出的交叉橢形截面換熱管，中國(guó)專(zhuān)利號(hào)00136122. 8 ； (3)鄧先和、陳穎、張亞君2004年提出的急擴(kuò)加速流縮放管，中國(guó)專(zhuān)利號(hào)03273853. 6 ； (4)孟繼安、過(guò)增元、胡桅林等2005年提出的管段和/或管段截面呈異型/形的強(qiáng)化換熱管，中國(guó)專(zhuān)利號(hào)03138077. 8。它們主要利用管內(nèi)截面變化誘導(dǎo)產(chǎn)生的強(qiáng)烈二次流和縱向渦流改變速度場(chǎng)與溫度場(chǎng)之間的協(xié)同關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)換熱的強(qiáng)化，流阻相對(duì)于傳統(tǒng)傳熱管有一定程度的降低，但由于管內(nèi)強(qiáng)烈的二次流和縱向渦流的存在，導(dǎo)致管內(nèi)流動(dòng)局部阻力明顯增加，在換熱增強(qiáng)的同時(shí)功耗也相應(yīng)增加，綜合節(jié)能效果還不夠突出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種傳熱管，在強(qiáng)化換熱的同時(shí)，解決現(xiàn)有傳熱管管內(nèi)流動(dòng)局部阻力增加過(guò)大的問(wèn)題，通過(guò)傳熱管等直徑圓形截面螺旋式流道迫使管內(nèi)流體整體向前旋流，改變速度場(chǎng)與溫度場(chǎng)之間協(xié)同關(guān)系，有效抑制管內(nèi)流動(dòng)局部阻力的產(chǎn)生，在沿程阻力增加較小的情況下，實(shí)現(xiàn)同功耗下?lián)Q熱增強(qiáng)的效果。本發(fā)明的一種傳熱管，其特征在于其任一橫截面形狀均為相等直徑的圓形，傳熱管內(nèi)徑d為1 2000mm，壁厚b為0. 1 20mm;傳熱管中心軸線為圓柱形螺旋線或者以導(dǎo)程W為周期的三次樣條曲線；傳熱管中心軸線為圓柱形螺旋線時(shí)，在笛卡爾坐標(biāo)系中滿足下述方程χ = aXcos θ ,
其中，χ、y、ζ分別為圓柱形螺旋線上各點(diǎn)在笛卡爾坐標(biāo)系中χ、y、ζ軸的坐標(biāo)，螺旋半徑a為0. 1 1000mm，變量θ為弧度，螺旋線節(jié)距S為1 5000mm ；傳熱管中心軸線為以導(dǎo)程W為周期的三次樣條曲線時(shí)，單個(gè)導(dǎo)程W內(nèi)中心軸線在笛卡爾坐標(biāo)系中符合下述方程確定的三次樣條曲線El
權(quán)利要求
1. 一種傳熱管，其特征在于其任一橫截面形狀均為相等直徑的圓形，傳熱管內(nèi)徑d為1 2000mm，壁厚b為0. 1 20mm;傳熱管中心軸線為圓柱形螺旋線或者以導(dǎo)程W為周期的三次樣條曲線； 傳熱管中心軸線為圓柱形螺旋線時(shí)，在笛卡爾坐標(biāo)系中滿足下述方程
全文摘要
一種傳熱管，屬于傳熱元件，在強(qiáng)化換熱的同時(shí)，解決現(xiàn)有傳熱管管內(nèi)流動(dòng)局部阻力增加過(guò)大的問(wèn)題。本發(fā)明任一橫截面形狀均為相等直徑的圓形，傳熱管內(nèi)徑d為1～2000mm，壁厚b為0.1～20mm；傳熱管中心軸線為圓柱形螺旋線或者以導(dǎo)程W為周期的三次樣條曲線。本發(fā)明通過(guò)傳熱管等直徑圓形截面螺旋式流道迫使管內(nèi)流體整體向前旋流，改變速度場(chǎng)與溫度場(chǎng)之間協(xié)同關(guān)系的同時(shí)，有效抑制管內(nèi)流動(dòng)局部阻力的產(chǎn)生，在沿程阻力增加較小的情況下，實(shí)現(xiàn)同功耗下?lián)Q熱增強(qiáng)的效果。
文檔編號(hào)F28F1/00GK102564189SQ20121001365
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者劉偉, 劉志春, 楊昆, 楊杰, 楊金國(guó), 王英雙, 范愛(ài)武, 馬良, 黃曉明 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)