專利名稱：一種針翅管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于強(qiáng)化傳熱設(shè)備。
目前國(guó)內(nèi)對(duì)高粘度液體的換熱，由于其結(jié)垢和結(jié)焦嚴(yán)重，大多采用光管。在使用一段時(shí)間后，由于結(jié)垢和結(jié)焦嚴(yán)重使傳熱效率極低，致使不能滿足生產(chǎn)要求。對(duì)于油品的換熱，近年雖有采用低翅片螺紋管，擴(kuò)大傳熱面積的，但強(qiáng)化傳熱仍有一定限度，對(duì)嚴(yán)重的結(jié)焦仍未能很好地解決，也還沒(méi)有能應(yīng)用于像渣油、重油和油漿等高粘度介質(zhì)中，且加工麻煩。而對(duì)各種工業(yè)加熱爐和余熱鍋爐中的對(duì)流段、余熱回收，則主要采用長(zhǎng)徑比極短且在管上布置稀疏的釘頭管，擴(kuò)大傳熱面不多，強(qiáng)化傳熱作用不大。
在國(guó)外，有的采用類似本技術(shù)的長(zhǎng)針翅管，這種長(zhǎng)針翅管擴(kuò)大了傳熱面，但強(qiáng)化傳熱作用不大，而且主要限于船上油品換熱和船用鍋爐煙氣換熱，未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)在石油化工中應(yīng)用。
另外，目前廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外的折流桿換熱器，其桿棒系組成單獨(dú)的構(gòu)件，以一定的間距，在垂直和水平方向支撐傳熱管，使流體橫流過(guò)桿棒時(shí)，在棒的背面下游產(chǎn)生漩渦，強(qiáng)化傳熱。但正由于這些桿棒與傳熱管間有間隙，是二個(gè)單獨(dú)的構(gòu)件，而不能起擴(kuò)大傳熱面翅肋作用，且每一個(gè)管截面處的這種桿棒只有2-4根，使之產(chǎn)生漩渦的點(diǎn)是有限的，因而強(qiáng)化傳熱作用也是有一定限度的，而且常常需要同時(shí)應(yīng)用低螺紋翅片管或螺旋槽管，致使造價(jià)高。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種既能更好地解決高粘度液體的嚴(yán)重結(jié)垢和結(jié)焦問(wèn)題，以及高溫?zé)焿m氣體的積灰和腐蝕問(wèn)題，又能大大擴(kuò)大傳熱面積，可獲得高強(qiáng)化傳熱效果的新型針翅管。并使其加工簡(jiǎn)便，使用可靠，壽命長(zhǎng)，能廣泛應(yīng)用于石油化工中各種高粘度油品的換熱，代替光管或低翅片螺紋管；能代替各種高溫爐及余熱鍋爐中的釘頭管。
本實(shí)用新型是一種用于強(qiáng)化傳熱的針翅管，由基管和針翅組成，在基管外有許多長(zhǎng)、短園桿狀針翅，等間距地沿周向和縱向交錯(cuò)或順序排列，且呈傾斜角或垂直地焊于基管上。
由于本實(shí)用新型針翅管的桿棒長(zhǎng)徑比可根據(jù)工藝應(yīng)用條件設(shè)計(jì)成最優(yōu)化狀態(tài)，且桿棒可高質(zhì)量地焊接于基管上，與基管呈整體狀態(tài)，基本上不存在接觸熱阻，屬整體長(zhǎng)針翅管結(jié)構(gòu)，翅肋效率高，且棒翅在管上布置較密，因而大大擴(kuò)大了傳熱面。同時(shí)，由于本針翅屬于非連續(xù)的間斷式翅肋，可不斷地破壞基管上流體傳熱的邊界層，比連續(xù)支肋(包括低翅片螺紋管)液膜熱阻低，因而使基管這個(gè)一次傳熱面換熱效率高，傳熱膜系數(shù)較高。棒翅彎成一定角度，可達(dá)到更高的傳熱效果和降低阻力的目的，增大翅長(zhǎng)徑比，可獲得更大的二次傳熱面，又可減小管束節(jié)徑比，使管束更緊湊。由于本針翅管每一管截面的針翅桿棒數(shù)達(dá)4～9根，能比折流桿產(chǎn)生更強(qiáng)的渦流作用，且棒翅牢固焊在基管上，屬整體長(zhǎng)針翅管結(jié)構(gòu)，傳熱面大，效率高，起到了折流桿和針翅的雙重作用，是折流桿與長(zhǎng)針翅的組合，綜合了二者的特點(diǎn)，因而既能解決高粘度液體的嚴(yán)重結(jié)垢和結(jié)焦問(wèn)題，以及高溫?zé)焿m氣體的積灰和腐蝕問(wèn)題，又能大大擴(kuò)大傳熱面積，獲得高強(qiáng)化傳熱效果。而且加工簡(jiǎn)便，使用可靠，壽命長(zhǎng)。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)地?cái)⑹霰緦?shí)用新型的實(shí)施例。


圖1 為針翅管的結(jié)構(gòu)示意圖圖2 為針翅管的縱向詳圖圖3 為針翅管的周向布置示意圖如
圖1，本實(shí)用新型由基管3，長(zhǎng)桿斜針翅1和短針翅2組成，且針翅1和2等間距地沿周向和縱向交錯(cuò)或順序排列，且呈傾斜角或垂直地焊于基管3上，基管管徑為25～32毫米。
如圖2，長(zhǎng)桿斜針翅1的傾斜角α為30°～60°，短桿針翅2的傾斜角α為0°，針翅1和2的桿徑為4～6毫米，桿長(zhǎng)為21～36毫米，短針翅2的長(zhǎng)徑比為3～5，長(zhǎng)針翅的長(zhǎng)徑比為5～8，針翅的縱向節(jié)距為8～16毫米。
如圖3，每一個(gè)管截面和針翅桿棒數(shù)為4～9根，且沿周向均勻分布。
為了考察這種針翅管的強(qiáng)化傳熱效果，曾在試驗(yàn)室做了大量的模擬試驗(yàn)，介質(zhì)分別采用了氣體和不同粘度的柴油和重油等。傳熱管徑為中32和中25毫米，針翅的傾角為30°、45°、60°，桿棒針翅直徑為φ4～φ6毫米，桿棒針翅長(zhǎng)21～36毫米，短針翅的長(zhǎng)徑比為3～5，長(zhǎng)針翅的長(zhǎng)徑比為5～8，針翅的縱向節(jié)距為10～16毫米，同一管截面上沿周向均布的桿棒數(shù)為6～9根。試驗(yàn)結(jié)果針翅效率可高達(dá)0.95，強(qiáng)化傳熱可達(dá)2倍以上。理論模型解析和有限元分析以及數(shù)值解析計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果均相符。
權(quán)利要求1.一種用于強(qiáng)化傳熱的針翅管，由基管和針翅組成，其特征在于基管外有許多長(zhǎng)、短圓桿狀針翅，等間距地沿周向和縱向交錯(cuò)或順序排列，且呈傾斜角或垂直地焊于基管上。
2.如權(quán)利要求1所述的針翅管，其特征在于基管的管徑為25～32毫米，長(zhǎng)桿斜針翅的傾斜角α為30°～60°，短桿針翅傾角為0°，針翅桿棒的桿徑為4～6毫米，桿長(zhǎng)為21～36毫米，短針翅的長(zhǎng)徑比為3～5，長(zhǎng)針翅的長(zhǎng)徑比為5～8，針翅的縱向節(jié)距為8～16毫米。
3.如權(quán)利要求1所述的針翅管，其特征在于每一個(gè)管截面的針翅桿棒數(shù)為4～9根，且沿周向均勻分布。
專利摘要本實(shí)用新型是一種用于強(qiáng)化傳熱的針翅管，其基管外有許多長(zhǎng)、短圓桿狀針翅，等間距地沿周向和縱向交錯(cuò)或順序排列，且呈傾斜角或垂直地焊于基管上，能對(duì)流體起強(qiáng)烈的擾流作用，強(qiáng)化傳熱，并大大擴(kuò)大二次傳熱面，具有高的翅肋效率。且應(yīng)用于高粘度液體具有防結(jié)垢和防結(jié)焦作用，應(yīng)用于高溫?zé)煔饩哂蟹婪e灰和抗腐蝕作用。適用于在石油化工油品換熱器和各種工業(yè)加熱爐或余熱鍋爐中使用。
文檔編號(hào)F28F1/12GK2253460SQ9620916
公開(kāi)日1997年4月30日 申請(qǐng)日期1996年4月29日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月29日
發(fā)明者王勵(lì)端, 高莉萍, 錢頌文, 岑漢釗, 蔡淑芬, 江楠, 馬小明, 方江敏 申請(qǐng)人:中國(guó)石化北京設(shè)計(jì)院, 華南理工大學(xué)科技開(kāi)發(fā)公司