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，會形成堵塞，這不但影響換熱效果，而且影響整個工藝流程的運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對以上所述問題，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)流動換熱時湍流程度高、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]、順時針螺旋扭曲段
[2]、直管段1[3]、逆時針螺旋扭曲段[4]、直管段2[5]、出口段[6]、進(jìn)口段內(nèi)肋[7]、順時針螺旋扭曲段內(nèi)肋[8]、直管段I內(nèi)肋[9]、逆時針螺旋扭曲段內(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—順時針螺旋扭曲段，3—直管段I，4一逆時針螺旋扭曲段，5—直管段2，6一出口段，7一進(jìn)口段內(nèi)肋，8一順時針螺旋扭曲段內(nèi)肋，9一直管段I內(nèi)肋，1一逆時針螺旋扭曲段內(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針螺旋扭曲段[2]、直管段1[3]、逆時針螺旋扭曲段[4]和直管段2
[5]的周期性變化產(chǎn)生了周期性螺旋流動，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)流速比較緩慢時候，流體在進(jìn)口段內(nèi)肋[7]、順時針螺旋扭曲段內(nèi)肋[8]、直管段I內(nèi)肋[9]、逆時針螺旋扭曲段內(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)流速比較湍急時候，進(jìn)口段內(nèi)肋[7]、順時針螺旋扭曲段內(nèi)肋[8]、直管段I內(nèi)肋[9]、逆時針螺旋扭曲段內(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針螺旋扭曲段、直管段、以及逆時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針螺旋扭曲段、直管段、以及逆時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針螺旋扭曲段、直管段、以及逆時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)流動換熱時具有湍流程度高、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)用價值。
【IPC分類】F28F13/12, F28F19/00
【公開號】CN105526825
【申請?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
【申請人】鄭州大學(xué)
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2016年1月28日