專利名稱：滴形管換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是滴形管換熱器。
本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域為熱交換介質(zhì)不直接接觸的熱交換裝置。
滴形管換熱器是以滴形管為基本傳熱元件的高效節(jié)能型間壁式換熱器。
現(xiàn)有的管式換熱器多采用圓管為基本傳熱元件。但由于流體從外部橫向流過圓管時，流動狀況不佳，尾部分離區(qū)較寬，致使圓管外部的平均換熱系數(shù)較低而流動阻力較高。后來，人們發(fā)現(xiàn)一些異型管的傳熱及阻力性能優(yōu)于圓管，因此，在有些換熱器中已開始應(yīng)用扁管及橢圓管等異型管。但現(xiàn)在應(yīng)用的異型管都非性能最優(yōu)管，仍然存在換熱系數(shù)低及流動阻力高的缺點，有待于進一步改進。
本實用新型所提出的滴形管，其橫截面輪廓線接近流線型。由理論分析可知，流線型物體具有最小的形狀阻力；因此，滴形管的外部阻力性能優(yōu)于其它的任何管型。同時，理論分析及實驗結(jié)果都證實流體橫掠滴形管時，在較低的雷諾數(shù)下，就可出現(xiàn)“分離泡”及“湍流再附”現(xiàn)象，此現(xiàn)象使滴形管的平均換熱系數(shù)顯著提高而阻力卻大大降低。另外，考慮到制造方便，滴形管與流線管又不完全相同。所以，滴形管既具有流線型管的優(yōu)良性能，又具有實施方便的特點，具有廣闊的應(yīng)用前景。
本實用新型的發(fā)明目的在于克服圓管及其它異型管在作為傳熱元件時的缺點；提高管式換熱器的傳熱系數(shù)，降低流動阻力；從而節(jié)省管材，降低運行費用，節(jié)約能源。
滴形管的橫截面輪廓線由四段弧線組成。


圖1為滴形管橫截面示意圖。其中，首部弧線的曲率半徑為R1；尾部弧線的曲率半徑為R2；中間兩段弧線的曲率半徑為R3；首尾兩弧線曲率中心間的距離為C。各尺寸的相互關(guān)系為R1＝(1·2～5)R2；R3≥10R1。其中包括R3為無窮大的特殊情況；C＝(1·5～5)R1。圖2為滴形管換熱器的工作原理示意圖。滴形管換熱器工作時，冷、熱流體分別流過滴形管的內(nèi)、外側(cè)。流動方式之一如圖2所示，圖中A表示冷流體，B表示熱流體。
本實用新型實施方便，制造容易。實施時，根據(jù)不同應(yīng)用場合，滴形管的材料可采用碳鋼、合金鋼(包括不銹鋼、鈦和鈦合金等)，銅、鋁、鋅及其合金，以及石墨(包括石墨塑料)、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、玻璃等非金屬材料。金屬及非金屬材料的滴形管可采用專用設(shè)備一次成型；金屬滴形管也可用圓管軋制成型。滴形管與管板的聯(lián)接可采用焊接、脹接、脹焊接或膠接。其它部分的實施與普通圓管換熱器相同。
本實用新型與目前使用的圓管換熱器相比，具有一系列優(yōu)點首先是換熱系數(shù)高；其次是流動阻力低；第三是換熱面積大；再次是管束易緊湊排列；最后是具有積灰量少等優(yōu)點。在工業(yè)中常用的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，滴形管的換熱系數(shù)比相應(yīng)的圓管高30％左右；而阻力只有圓管的三分之一左右。為此，若用滴形管取代現(xiàn)有換熱器中的圓管，其節(jié)能效果是顯著的。以鍋爐省煤器為例，若全國近三十萬臺鍋爐的省煤器全部改為滴形管換熱器，則僅考慮阻力降低一項，每年就可節(jié)電十億多度；考慮到省煤器僅占工業(yè)換熱器的很小一部分，再考慮到由于滴形管強化傳熱所帶來的材料節(jié)省，則應(yīng)用滴形管的經(jīng)濟效益是巨大的。
權(quán)利要求1.一種熱交換介質(zhì)不直接接觸的滴形管換熱器，其特征在于滴形管的橫截面由四段弧線組成；首部弧線的曲率半徑R1為尾部弧線的曲率半徑R2的1.2至5倍，中間兩弧線的曲率半徑R3為首部弧線的曲率半徑R1的10倍以上，首尾兩弧線曲率中心間距C為首部弧線曲率半徑R1的1.5至5倍，即R1=(1.2～5)R2，R3≥10R1，C=(1.5～5)R1。
專利摘要本實用新型是以滴形管為基本傳熱元件的間壁式換熱器。其滴形管的橫截面由四段弧線組成。其優(yōu)點是傳熱系數(shù)高，流動阻力小，運行費用低，加工成型容易，制造方便。是高效、節(jié)能、節(jié)材的新型換熱設(shè)備，是當今及將來管式換熱器的更新元件。
文檔編號F28F1/02GK2149598SQ9221932
公開日1993年12月15日 申請日期1992年7月11日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月11日
發(fā)明者季中, 李慶領(lǐng), 任建勛, 南新雙 申請人:青島化工學院