一種吸收式制冷機(jī)的吸收器強(qiáng)化管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于高效傳熱傳質(zhì)領(lǐng)域，具體涉及一種吸收式制冷機(jī)的吸收器強(qiáng)化管。
【背景技術(shù)】
[0002]溴化鋰吸收式制冷機(jī)可以利用余熱、廢熱和排熱等低勢(shì)熱能，耗電少，并且具有對(duì)大氣臭氧層無(wú)破壞作用的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，是一種環(huán)保和節(jié)電產(chǎn)品，被國(guó)際上公認(rèn)為未來(lái)制冷機(jī)發(fā)展的重要方向之一。提高吸收式制冷機(jī)的效率、減小機(jī)組的尺寸是溴化鋰吸收式制冷機(jī)未來(lái)發(fā)展非常重要的方面，而機(jī)組內(nèi)各個(gè)換熱器傳熱傳質(zhì)效率的優(yōu)劣決定了整個(gè)機(jī)組的制冷效能和質(zhì)量。吸收器目前是溴化鋰制冷機(jī)組中傳熱傳質(zhì)系數(shù)最小的換熱器，換熱面積最大，所占體積空間和消耗的金屬材料最多，因此增強(qiáng)吸收器的傳熱傳質(zhì)效率是減少機(jī)組重量與體積，達(dá)到節(jié)材節(jié)能，提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵。目前強(qiáng)化傳熱管的理論基礎(chǔ)主要是以邊界層理論為主，認(rèn)為在流體對(duì)流換熱過(guò)程中，層流底層(即邊界層)是傳熱過(guò)程中的主要熱阻，通過(guò)對(duì)換熱管表面結(jié)構(gòu)的改變，可以降低邊界層的熱阻。核心流理論是當(dāng)前最新的研究，它論述了流體主流區(qū)域的流態(tài)對(duì)流體對(duì)流換熱的影響，主要研究如何通過(guò)改變核心流流態(tài)來(lái)達(dá)到提高列管式換熱器換熱系數(shù)
[0003]目前，溴化鋰制冷機(jī)的吸收器還是以光管為主，其換熱系數(shù)只有500?800W/(m2.k)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于蒸發(fā)器和冷凝器2000?3000W/(m2.k)的換熱系數(shù)，因此吸收器在同等換熱量的條件下，必須使換熱面積增加4倍到5倍，才能達(dá)到熱平衡。因此，提高吸收器的換熱系數(shù)，增加其換熱效率，是減少換熱器體積，降低制造成本的重要途徑。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種吸收式制冷機(jī)的吸收器強(qiáng)化管，顯著提高單位換熱面積的傳熱傳質(zhì)效率，減少吸收器體積，達(dá)到節(jié)材減重，提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。
[0005]本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種吸收式制冷機(jī)的吸收器強(qiáng)化管，包括傳熱管，在所述傳熱管的一端到另一端的外表面上加工有螺旋狀的翅片；
[0007]在所述翅片上開有與傳熱管的軸線平行的縱槽，其將所述翅片切割開，在傳熱管外形成螺旋鋸齒結(jié)構(gòu)。
[0008]在所述傳熱管內(nèi)插入有旋流片，所述旋流片將傳熱管內(nèi)的空間等分為兩部分。
[0009]所述縱槽的橫截面為三角形。
[0010]所述縱槽的溝槽夾角為50°?70°，槽深為0.8?1.2mm，各縱槽無(wú)間隔排列于傳熱管的外徑全周，與翅片配合形成尖銳角。
[0011]所述螺旋鋸齒結(jié)構(gòu)的齒高為1.2?1.8mm，螺距為0.9?1.2mm，齒頂角為15°?30。。
[0012]所述旋流片為螺旋扭曲形結(jié)構(gòu)，其螺距為80?150mm，截面厚度為1.0?2.0mm,截面寬度比傳熱管的內(nèi)徑小0.2?0.5mm。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的吸收器高效強(qiáng)化傳熱管將對(duì)流傳熱的邊界層理論與核心流理論相結(jié)合，管外采用鋸齒形翅片管，管內(nèi)插入旋流片。鋸齒形翅片管不僅增加了管外傳熱面積，而且減薄了緊靠管壁的層流邊界層，增強(qiáng)了對(duì)邊界的擾動(dòng)，從而加快了管外壁的熱量向管內(nèi)冷卻水傳遞，同時(shí)尖銳的鋸齒也破壞了溴化鋰溶液的液膜，降低了其表面張力，利于傳質(zhì)的進(jìn)行。管內(nèi)插入旋流片的作用是對(duì)管內(nèi)核心流進(jìn)行擾動(dòng)，增強(qiáng)流體溫度的均勻性，同時(shí)也通過(guò)長(zhǎng)螺距的設(shè)計(jì)來(lái)盡量降低流動(dòng)阻力。高效強(qiáng)化管的應(yīng)用可顯著提高單位換熱面積的傳熱傳質(zhì)效率，減少吸收器體積，達(dá)到節(jié)材減重，提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的目的。采用該強(qiáng)化吸收管制成的吸收器的換熱系數(shù)可達(dá)2000?2500W/ (m2.k)，幾乎等于蒸發(fā)器和冷凝器2000?3000W/ (m2.k)的換熱系數(shù)，因此強(qiáng)化管吸收器與光管吸收器相比，換熱面積減小了 4/5，體積也相應(yīng)減少了 4/5，管材重量減少了2/5，使整個(gè)機(jī)組的體積減少了 10%左右。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型吸收式制冷機(jī)的吸收器強(qiáng)化管的局部剖視圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型吸收式制冷機(jī)的吸收器強(qiáng)化管的橫向剖視圖；
[0016]圖3為翅片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為旋流片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5為圖4的橫向剖視圖。
[0019]其中:1、傳熱管；2、翅片；3、旋流片；4、縱槽。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0021]溴化鋰吸收式制冷機(jī)可以利用余熱、廢熱和排熱等低勢(shì)熱能，耗電少，并且具有對(duì)大氣臭氧層無(wú)破壞作用的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，是一種環(huán)保和節(jié)電產(chǎn)品，被國(guó)際上公認(rèn)為未來(lái)制冷機(jī)發(fā)展的重要方向之一。提高吸收式制冷機(jī)的效率、減小機(jī)組的尺寸是溴化鋰吸收式制冷機(jī)未來(lái)發(fā)展非常重要的方面，而機(jī)組內(nèi)各個(gè)換熱器傳熱傳質(zhì)效率的優(yōu)劣決定了整個(gè)機(jī)組的制冷效能和質(zhì)量。吸收器目前是溴化鋰制冷機(jī)組中傳熱傳質(zhì)系數(shù)最小的換熱器，換熱面積最大，所占體積空間和消耗的金屬材料最多，因此增強(qiáng)吸收器的傳熱傳質(zhì)效率是減少機(jī)組重量與體積，達(dá)到節(jié)材節(jié)能，提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵。
[0022]本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的吸收器高效強(qiáng)化傳熱管將對(duì)流傳熱的邊界層理論與核心流理論相結(jié)合，管外采用鋸齒形翅片管，管內(nèi)插入旋流片。鋸齒形翅片管不僅增加了管外傳熱面積，而且減薄了緊靠管壁的層流邊界層，增強(qiáng)了對(duì)邊界的擾動(dòng)，從而加快了管外壁的熱量向管內(nèi)冷卻水傳遞，同時(shí)尖銳的鋸齒也破壞了溴化鋰溶液的液膜，降低了其表面張力，利于傳質(zhì)的進(jìn)行。管內(nèi)插入旋流片的作用是對(duì)管內(nèi)核心流進(jìn)行擾動(dòng)，增強(qiáng)流體溫度的均勻性，同時(shí)也通過(guò)長(zhǎng)螺距的設(shè)計(jì)來(lái)盡量降低流動(dòng)阻力。
[0023]如圖1至圖5所示，一種吸收式制冷機(jī)的吸收器強(qiáng)化管，其包括傳熱管1，該傳熱管I采用直徑19_、厚度為1_的紫銅管光管，其管長(zhǎng)可根據(jù)換熱器設(shè)計(jì)熱負(fù)荷確定。傳熱管I外加工有螺旋狀的翅片2，在翅片2上開有三角形的縱槽4。翅片2以及其上設(shè)有的縱槽的配合使傳熱管外表面形成一螺旋鋸齒結(jié)構(gòu)。傳熱管I內(nèi)插入一旋流片3，旋流片3將傳熱管內(nèi)的空間等分為兩部分。在傳熱管I的外表面通過(guò)滾乳加工的方式加工翅片2，縱槽4采用滾齒的方式加工，而旋流片3則利用專門夾具采用旋拉方式加工而成。
[0024]各結(jié)構(gòu)的尺寸特征分別是:螺旋鋸齒結(jié)構(gòu)的齒高h(yuǎn)f = 1.2?1.8mm，螺距Pf =0.9?L 2_，齒頂角a f = 15。?30。；縱槽的溝槽夾角a c = 50。?70。，槽深he =
0.8?1.2mm，各縱槽無(wú)間隙(即三角形的底邊頂點(diǎn)相連)排列于管外徑全周，在翅片上形成尖銳角；旋流片為螺旋扭曲形結(jié)構(gòu)，其螺距PF = 80?150mm，截面厚度e = 1.0?2.0mm,截面寬度b比傳熱管的內(nèi)徑小0.2?0.5mm。
[0025]本實(shí)用新型公開一種吸收式制冷機(jī)的吸收器強(qiáng)化管，其包括傳熱管，所述傳熱管外加工有螺旋狀的翅片，在所述翅片上開有縱槽以使傳熱管外表面形成一螺旋鋸齒結(jié)構(gòu)，所述傳熱管內(nèi)插入一旋流片，所述旋流片將傳熱管內(nèi)的空間等分為兩部分。本實(shí)用新型在傳熱管外采用鋸齒形翅片，管內(nèi)插入旋流片，其中鋸齒形翅片不僅增加了管外傳熱面積，而且減薄了緊靠管壁的層流邊界層，增強(qiáng)了對(duì)邊界的擾動(dòng)，同時(shí)尖銳的鋸齒也破壞了溴化鋰溶液的液膜，降低了其表面張力，利于傳質(zhì)的進(jìn)行。管內(nèi)插入旋流片的作用是對(duì)管內(nèi)核心流進(jìn)行擾動(dòng)，增強(qiáng)流體溫度的均勻性，可顯著提高單位換熱面積的傳熱傳質(zhì)效率，減少吸收器體積，達(dá)到節(jié)材減重，提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的目的。
[0026]上述技術(shù)方案只是本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言，在本實(shí)用新型公開了原理的基礎(chǔ)上，很容易做出各種類型的改進(jìn)或變形，而不僅限于本實(shí)用新型上述具體實(shí)施例所描述的結(jié)構(gòu)，因此前面描述的只是優(yōu)選的，而并不具有限制性的意義。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種吸收式制冷機(jī)的吸收器強(qiáng)化管，其特征在于:所述吸收式制冷機(jī)的吸收器強(qiáng)化管包括傳熱管，在所述傳熱管的一端到另一端的外表面上加工有螺旋狀的翅片； 在所述翅片上開有與傳熱管的軸線平行的縱槽，其將所述翅片切割開，在傳熱管外形成螺旋鋸齒結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收式制冷機(jī)的吸收器強(qiáng)化管，其特征在于:在所述傳熱管內(nèi)插入有旋流片，所述旋流片將傳熱管內(nèi)的空間等分為兩部分。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的吸收式制冷機(jī)的吸收器強(qiáng)化管，其特征在于:所述縱槽的橫截面為三角形。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的吸收式制冷機(jī)的吸收器強(qiáng)化管，其特征在于:所述縱槽的溝槽夾角為50°?70°，槽深為0.8?1.2mm，各縱槽無(wú)間隔排列于傳熱管的外徑全周，與翅片配合形成尖銳角。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的吸收式制冷機(jī)的吸收器強(qiáng)化管，其特征在于:所述螺旋鋸齒結(jié)構(gòu)的齒高為1.2?1.8mm，螺距為0.9?1.2mm，齒頂角為15°?30°。6.根據(jù)權(quán)利要求2至5任一所述的吸收式制冷機(jī)的吸收器強(qiáng)化管，其特征在于:所述旋流片為螺旋扭曲形結(jié)構(gòu)，其螺距為80?150mm，截面厚度為1.0?2.0mm，截面寬度比傳熱管的內(nèi)徑小0.2?0.5mm。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種吸收式制冷機(jī)的吸收器強(qiáng)化管，屬于高效傳熱傳質(zhì)領(lǐng)域。該吸收式制冷機(jī)的吸收器強(qiáng)化管包括傳熱管，在所述傳熱管的一端到另一端的外表面上加工有螺旋狀的翅片；在所述翅片上開有與傳熱管的軸線平行的縱槽，其將所述翅片切割開，在傳熱管外形成螺旋鋸齒結(jié)構(gòu)。利用本實(shí)用新型可顯著提高單位換熱面積的傳熱傳質(zhì)效率，減少吸收器體積，達(dá)到節(jié)材減重，提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的目的。
【IPC分類】F25B37/00, F25B15/06
【公開號(hào)】CN204787437
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520408787
【發(fā)明人】金文倩, 姚遠(yuǎn), 莫東平, 丁暢, 馬春紅
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油化工集團(tuán)公司, 中國(guó)石化集團(tuán)新星石油有限責(zé)任公司
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年6月12日