[實用新型]雙重強化的蒸發(fā)用傳熱管

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720068218.6
• 申請日: 2007-03-27
• 公開（公告）號: CN201034436Y
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹建英;羅忠;邱亞林;伍劍
• 申請（專利權(quán)）人: 高克聯(lián)管件(上海)有限公司
• 主分類號: F28F1/42
• 分類號: F28F1/42
• 代理公司: 上海東亞專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 董梅

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型一種雙重強化的蒸發(fā)用傳熱管屬傳熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種管外蒸發(fā)傳熱和管內(nèi)對流換熱性能均得到強化的傳熱管。

背景技術(shù)

在制冷與空調(diào)用冷凍機中，滿液式蒸發(fā)器得到了廣泛的應(yīng)用。它們大多為殼管式換熱器，這其中，制冷劑在管外蒸發(fā)，載冷劑(例如水)在管內(nèi)受迫流動換熱。因為通常制冷劑側(cè)熱阻占主要部分，需優(yōu)先采用強化傳熱技術(shù)，對于蒸發(fā)相變傳熱，有許多專門針對該類工藝過程的傳熱管。如用于滿液式蒸發(fā)強化的有美國專利5697430和中國專利02101870.7等，其主要通過機加工在管外表面成翅，滾花，加平滾輪滾壓，在管表面形成多孔結(jié)構(gòu)，以提供泡核沸騰的核心，以強化蒸發(fā)換熱。通常這些傳熱管也在管內(nèi)附有內(nèi)螺紋，以提高管內(nèi)側(cè)換熱性能。這些傳熱管機理是利用了滿液式蒸發(fā)中泡核沸騰的特點，例如蒸發(fā)管要求盡可能多的制冷劑在表面濕潤，并且管表面需提供更多利于泡核沸騰的核心點。

近年來，類似于滿液式蒸發(fā)器的另一種降膜式蒸發(fā)器也得到一定范圍的應(yīng)用，它們采用制冷劑直接分布在換熱管表面，并且在管外表面上蒸發(fā)。這類換熱器對于傳熱管的要求主要有兩個方面：一個是局部的蒸發(fā)性能高(類似于傳統(tǒng)滿液式蒸發(fā)器的要求)，另一方面是要求制冷劑在表面能夠均勻分布，盡量少的區(qū)域被干燥。而傳統(tǒng)的滿液式蒸發(fā)管基本上沉浸在制冷劑液面以下，不存在液膜表面分布的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型需要解決的技術(shù)問題是：提出可適用于滿液式或降膜式蒸發(fā)器的一種雙重強化的蒸發(fā)用傳熱管，該種換熱管既可強化蒸發(fā)換熱性能又可同時強化管內(nèi)紊流對流換熱的傳熱管。

解決本實用新型技術(shù)問題的方案是：一種雙重強化的蒸發(fā)用傳熱管，應(yīng)用在管外為制冷劑蒸發(fā)換熱，管內(nèi)為載冷液體的換熱器中，管主體包括外翅和內(nèi)翅，外翅為表面形成螺旋狀或平行的翅片，翅片之間構(gòu)成翅間槽，所述的翅間槽的上部被部份覆蓋而形成具有較多孔隙的腔體，其中，管主體外部設(shè)有螺旋槽或縮放徑結(jié)構(gòu)構(gòu)成的變徑段。實現(xiàn)上述解決方案的結(jié)構(gòu)可以通過對現(xiàn)有的滿液式蒸發(fā)管進(jìn)行二次加工提高其換熱系數(shù)，從而提高能效和降低成本。

波紋管、縮放徑型異型管均是現(xiàn)有技術(shù)中常用強化傳熱的措施，本實用新型采用簡單的加工方法，將兩類結(jié)構(gòu)有機結(jié)合在一起，進(jìn)一步強化了傳熱，并且沒有多消耗金屬材料。本實用新型的特殊構(gòu)造設(shè)計，使得它在管內(nèi)形成的內(nèi)螺紋按復(fù)合的螺旋曲面分布，這種情況下，使得內(nèi)部流體的邊界層更易被破壞，紊流換熱得到強化；并且按實測的結(jié)果，管外的蒸發(fā)換熱系數(shù)也得到了提高。這種二次加工取得的效果不僅僅局限于單相流傳熱的強化，還包括對于管外蒸發(fā)相變換熱的強化作用。

在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述的外翅片間的軸向間距a為0.3～0.7mm，齒壁厚b為0.1～0.5mm，齒高f為0.3～1.5mm。

所述內(nèi)翅表面各種內(nèi)螺紋里脊高度為0.1～0.5mm，頭數(shù)為8～50頭。

通常螺旋槽深越深，螺旋槽波紋節(jié)距越小，對于管內(nèi)紊流傳熱強化的倍數(shù)越高，但是水側(cè)阻力也越大。考慮到水側(cè)阻力控制在合理的范圍內(nèi)，比如將相同流速下，將阻力控制在普通內(nèi)螺紋強化內(nèi)表面的1.5倍以內(nèi)，則本實用新型的螺旋槽或縮放徑結(jié)構(gòu)的節(jié)距e與管主體外徑的比值控制在0.25～2之間，深度d與外徑比值控制在0.02～0.2之間。

其螺旋槽的旋向與內(nèi)螺紋旋向一致或相反，螺旋槽的旋向與內(nèi)螺紋旋向一致時管內(nèi)阻力較?。豢梢詾閱温菪较蚧螂p螺旋方向，雙螺旋形式可用于管內(nèi)流速較低的場合。

其螺旋線型為連續(xù)型或斷續(xù)型，斷續(xù)形式對于管內(nèi)為層流或過度流的換熱更有利。

本實用新型換熱管因?qū)苤黧w的二次加工會導(dǎo)致管內(nèi)流體在高流速范圍內(nèi)阻力增加，但因增加的壓降與制冷劑側(cè)無關(guān)，因此，可以在傳熱性能和容許壓降之間平衡和優(yōu)化，另外，也可以采用更大管徑的新型傳熱管或通過采用較低的管內(nèi)流體設(shè)計流速來減少壓降。而且，當(dāng)傳熱管提高20％的換熱系數(shù)，則新的換熱器設(shè)計允許換熱管長度減小20％，這對于壓降的平衡也是有利的。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下的優(yōu)點和效果：

(1)可以用簡易的方法二次加工后進(jìn)一步提高現(xiàn)有滿液式蒸發(fā)管的傳熱系數(shù)達(dá)20％以上；

(2)尤其適用于降膜式蒸發(fā)器，另一方面提高了制冷劑液膜在外表面的均勻分布，增加了換熱管的濕潤區(qū)域。

以下通過附圖及實施例詳述本實用新型，但不限于實施例所公開的技術(shù)方案。

附圖說明

圖1是本實用新型平面示意圖。

圖2是本實用新型局部詳圖A。

圖3是本實用新型局部平面圖B。