[實用新型]電場強化傳熱換熱器

無效

• 申請號: 200820190705.4
• 申請日: 2008-09-10
• 公開（公告）號: CN201293597Y
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 楊俠;喻九陽;徐建民;羅燕;王成剛;吳艷陽;曹鵬彬
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: F28F13/16
• 分類號: F28F13/16;F28D7/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種管殼式換熱器，具體是一種可以應用電水動力學(Electrohydrodynamics，簡稱EHD)強化傳熱技術實現高效換熱的管殼式換熱器。

背景技術

目前工業生產中，各類換熱器被廣泛應用來進行熱交換，其中以管殼式換熱器應用最為普遍。為了提高換熱器的換熱系數，科技工作者們從結構強化、擾動強化、流體誘導振動強化等多個方面展開了研究，但仍滿足不了目前高效節能的需求。1916年國外學者Chubb首先發現，對流動換熱的流場施加電場后可以強化傳熱的現象，實驗中電場(電壓一般5000～50000V)可將水蒸發速度提高3倍，人們把這種電場強化傳熱技術稱為EHD強化傳熱技術；但是之后該技術受節能技術市場需求不足的影響，并沒有引起人們的重視。直到20世紀末能源危機的到來，該技術才再次引起科技工作者們的注意，并開展了相關的系列機理研究；目前對于電場能夠強化傳熱這一結論已經得到證實，并有實驗證實：一定條件下，電場可以顯著提高換熱系數和旺盛泡狀沸騰時的臨界熱流密度(實驗中某些工質可提高至5倍)，令人振奮的是，電場的功耗卻只有幾瓦～十幾瓦，如此小的電場功耗相比于其帶來的顯著換熱強化效果，使得EHD強化傳熱技術受到了廣泛關注。在目前，EHD強化傳熱技術還沒有直接應用于工業生產中的例子及生產用的換熱器裝置，其主要原因在于：如何借鑒并改進現有管殼式換熱器結構以實現EHD強化傳熱技術的應用，在換熱管中去施加高壓電場如何實現絕緣與密封問題，如何實現最佳的強化效果等，所有這些都要求能夠提出一款新型的管殼式換熱器。

發明內容

本實用新型針對目前上述的問題與現狀，設計提出了一種電場強化傳熱換熱器，通過對目前傳統管殼式換熱器結構的改進，可以直接實現電場強化傳熱技術在換熱器上的應用。

本實用新型為實現上述解決的問題所采用技術方案是：電場強化傳熱換熱器主要由殼體、設置在殼體上下端的封頭、管板、換熱管等組成，其中一封頭的端部開有電線引出孔，而另一個封頭則沒有；用于對流場施加電場的電極安裝于換熱管中，電極與電極引出端子連為一體，電線一端與電極引出端子相連，電線另一端經由封頭上的電線引出孔牽出后與電壓發生器相連通，電線引出孔在電線牽出后做靜密封處理。

按上述方案，換熱管超出管板一部分，換熱管兩端管口外周加工有螺紋，配合2個管口螺母使用，其中用在引出電線一端的管口螺母中心開有圓孔。

按上述方案，電極兩端與電極引出端子相連，電極引出端子為金屬材質的圓棒且圓棒外圓周上加工有螺紋，與壓緊螺母配合；電極由兩個電極端子固定塞實現固定，電極在換熱管中采用偏心固定，以實現產生非均勻電場，提高強化效果；電極端子固定塞為絕緣材質且開有臺階孔，換熱管兩端管口被電極端子固定塞與管口螺母封住；在離換熱管管口一定距離的圓周位置開設換熱管流體的出、入口，管程中的流體改由此出入口流出流進。

按上述方案，換熱管管壁與管板及殼體連為一體，作為地極。

本實用新型主要優點在于：電場強化傳熱換熱器可是實現電場強化傳熱技術在管殼式換熱器上的應用，結構簡單、安裝方便；同時，本實用新型不通電時可作為普通管殼式換熱器使用。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的布置結構示意圖。

圖2為圖1中換熱管的結構示意圖。

圖中1.殼體，2.封頭，3.管板，4.電極引出端子，5.電線引出孔，6.電線，7.換熱管，8.換熱管入口，9.管程入口，10.殼程出口，11.換熱管出口，12.管程出口，13.殼程入口，14.電極，15.壓緊螺母，16.管口螺母，17.電極端子固定塞。

具體實施方式