專利名稱：帶金屬覆蓋層的表面多孔螺紋管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
帶金屬復(fù)蓋層的表面多孔螺紋管是屬于傳熱學(xué)工程領(lǐng)域中一種強(qiáng)化傳熱的元件。
在已有的強(qiáng)化傳熱技術(shù)中，無相變的單相流體流動(dòng)的傳熱熱阻主要在層流底層，應(yīng)著重設(shè)法減薄其厚度及增強(qiáng)紊流度，才能起到強(qiáng)化作用；有相變的沸騰傳熱過程，強(qiáng)化的主要方法為增加換熱面上的汽化核心及增加汽泡生成和脫離頻率，普通螺紋管和帶金屬復(fù)蓋層的表面多孔管是常用的兩種強(qiáng)化傳熱元件。
螺紋管使管內(nèi)流體發(fā)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，是單相流體管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流換熱的有效強(qiáng)化傳熱方法之一。由于流體旋轉(zhuǎn)，易使汽泡脫離壁面，因而也可使核態(tài)沸騰換熱系數(shù)和濕蒸汽換熱系數(shù)提高，但不能提高過冷沸騰換熱系數(shù)。
帶金屬復(fù)蓋層的表面多孔管，對(duì)于單相流體管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流換熱效應(yīng)不大，但因其表面具有大量尺寸較大的穩(wěn)定汽化核心，可使工質(zhì)在很小過熱度的工況下產(chǎn)生大量汽泡，大大強(qiáng)化了整個(gè)核態(tài)沸騰換熱過程，提高了管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流沸騰換熱系數(shù)。
管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流沸騰工況下，在臨界熱流密度前傳熱區(qū)，一般地除單相對(duì)流傳熱外，還存在過冷核態(tài)沸騰傳熱和飽和核態(tài)沸騰傳熱。其流型主要為泡狀流、彈狀流和環(huán)狀流，可將強(qiáng)制對(duì)流沸騰傳熱過程近似地看作由單相流體對(duì)流傳熱和沸騰傳熱兩者構(gòu)成。在泡狀流區(qū)和彈狀流區(qū)，這兩種傳熱過程同時(shí)起作用，但一般來說沸騰傳熱起主要作用。因此，在此區(qū)域內(nèi)，螺旋管的強(qiáng)化作用相對(duì)地小，而表面多孔管更有效。在環(huán)狀流區(qū)內(nèi)，沸騰抑止，進(jìn)入兩相強(qiáng)制對(duì)流傳熱模式，液膜薄，液膜的流動(dòng)視工況不同可以是層流或紊流，在該流型區(qū)內(nèi)，表面多孔管的強(qiáng)化作用相對(duì)地減弱，而螺紋管的強(qiáng)化傳熱作用顯著。在臨界熱流密度后傳熱區(qū)域，螺紋管對(duì)強(qiáng)化濕蒸汽傳熱更有效。
本實(shí)用新型發(fā)明的目的是為了克服螺紋管對(duì)過冷沸騰傳熱和核態(tài)沸騰傳熱效果不顯著的弱點(diǎn)，充分發(fā)揮其在單相流體強(qiáng)制對(duì)流傳熱，環(huán)狀流區(qū)傳熱和臨界熱流密度后傳熱效果較為顯著的特點(diǎn)；克服表面多孔管對(duì)單相流體強(qiáng)制對(duì)流傳熱，環(huán)狀流區(qū)傳熱、臨界熱流密度后傳熱區(qū)強(qiáng)化效果不顯著的缺點(diǎn)，充分運(yùn)用其在過冷沸騰傳熱和飽和核態(tài)沸騰傳熱有效強(qiáng)化作用的優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型的內(nèi)容是在帶金屬復(fù)蓋層的表面多孔管的復(fù)蓋層表面加工螺紋線。


圖1是內(nèi)表面帶金屬復(fù)蓋層的表面多孔螺紋管結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是外表面帶金屬復(fù)蓋層的表面多孔螺紋管結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1是金屬復(fù)蓋層；2是帶金屬復(fù)蓋層的表面多孔管；3是螺紋線。
本實(shí)用新型的具體實(shí)施是從市場定購尺寸適度的帶金屬復(fù)蓋層的表面多孔管2，在金屬復(fù)蓋層1上加工螺紋線3，螺紋線3為單頭——三頭螺紋，螺紋高h(yuǎn)與其內(nèi)徑d之比h／d＝0.03～0.04，螺距H與內(nèi)徑d之比H／d＝0.35～0.60。沸騰流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，采用內(nèi)表面帶金屬復(fù)蓋層的表面多孔螺紋管；沸騰流體在管外流動(dòng)時(shí)，采用外表面帶金屬復(fù)蓋層的表面多孔螺紋管。管子具體尺寸視使用工況確定。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)新穎，加工方便，它將目前強(qiáng)化傳熱方法中最有效的兩種措施螺紋管及表面多孔管有機(jī)的結(jié)合在一起，充分應(yīng)用該兩種管子強(qiáng)化傳熱的優(yōu)點(diǎn)，克服了單一方法帶來的弱點(diǎn)，能夠應(yīng)用于從單相流動(dòng)傳熱，流動(dòng)沸騰傳熱以及臨界熱流后傳熱區(qū)的傳熱強(qiáng)化，增強(qiáng)了總體強(qiáng)化效果。
工質(zhì)的流動(dòng)和傳熱廣泛運(yùn)用于動(dòng)力、核能、制冷、化工、航天等工業(yè)部門，存在著大量換熱設(shè)備及其各種各樣的傳熱問題，利用該強(qiáng)化傳熱元件，可使換熱設(shè)備設(shè)計(jì)緊湊，提高換熱能力、節(jié)約能源、減少投資，有較高經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求1.一種帶金屬復(fù)蓋層1的表面多孔螺紋管，其特征在于，在帶金屬復(fù)蓋層的表面多孔管2的金屬復(fù)蓋層1表面加工螺紋線3，螺紋高h(yuǎn)與其內(nèi)徑d之比h/d=0.03～0.04，螺距H與d之比H/d=0.35～0.60。
2.按權(quán)利要求1所述的帶金屬復(fù)蓋層1的表面多孔螺紋管，其特征在于螺紋線3可在內(nèi)表面帶金屬復(fù)蓋層的表面多孔管2的內(nèi)表面金屬復(fù)蓋層1上，也可在外表面帶金屬復(fù)蓋層的表面多孔管2的外表面金屬復(fù)蓋層1上。
專利摘要帶金屬覆蓋層的表面多孔螺紋管是屬于傳熱學(xué)工程領(lǐng)域中強(qiáng)化傳熱的元件。本實(shí)用新型是在帶金屬覆蓋層的表面多孔管的金屬覆蓋層面上加工螺紋線，螺紋高h(yuǎn)與內(nèi)徑d之比h/d＝0.03～0.04，螺距H與d之比H/d＝0.35～0.60。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)新穎，它將目前強(qiáng)化傳熱方法中最有效的兩種措施螺紋管及表面多孔管有機(jī)結(jié)合在一起，充分應(yīng)用兩種管子強(qiáng)化傳熱的優(yōu)點(diǎn)，增強(qiáng)了總體強(qiáng)化效果，提高了換熱能力，有較高的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)F28F1/00GK2142557SQ9221567
公開日1993年9月22日 申請(qǐng)日期1992年6月8日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月8日
發(fā)明者徐濟(jì)鋆 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)