[實用新型]橢圓H型翅片管

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120443516.5
• 申請日: 2011-11-10
• 公開（公告）號: CN202329341U
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史月濤;孫奉仲;陸萬鵬;黃新元
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: F28F1/30
• 分類號: F28F1/30;F28F1/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 王吉勇

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種適用于石油、化工、制冷、冶金、能源等行業(yè)的各種類型的熱交換設(shè)備和加熱設(shè)備的橢圓H型翅片管。

背景技術(shù)

節(jié)能、減排、降耗是我國的基本國策，當(dāng)前在發(fā)電、煉油、工業(yè)爐、加熱爐、煤化工、化纖、水泥工業(yè)熱量回收面臨的挑戰(zhàn)是改善設(shè)備和工藝流程的高效性、成本的經(jīng)濟性，使能源效率最大化。目前在各種類型的熱交換設(shè)備和加熱設(shè)備中，主要有光管換熱器、橢圓管換熱器、螺旋翅片管換熱器、鰭片管換熱器、熱管式換熱器，介質(zhì)主要以橫向掠過管徑換熱。

防積灰，降低流動阻力，同時具有高的穩(wěn)定傳熱特性一直是存在的問題。在降低流動阻力方面，鰭片管與橢圓管換熱器的應(yīng)用開發(fā)具有一定的效果，但是也具有傳熱系數(shù)小，使用鋼材多等致命缺點。

對于各種行業(yè)(發(fā)電、水泥、化工等)多灰環(huán)境下熱量回收利用場合，較高的流動阻力、積灰及磨損一直是該領(lǐng)域需要解決的問題。考慮到參與換熱的含灰氣流換熱能力較弱，因此需要強化傳熱。縱向肋片管結(jié)構(gòu)能減輕積灰，傳熱面積比光管有所增加，但是增加有限，往往不能滿足實際的需求。螺旋翅片管結(jié)構(gòu)的翅片纏繞在管道上，容易產(chǎn)生積灰，流動阻力也比較大。所以由于結(jié)構(gòu)的原因，各種常用圓管翅片管不能同時解決擴大傳熱面積，又要減輕積灰及降低流動阻力這一對矛盾，嚴(yán)重影響了設(shè)備的安全可靠運行。

中國專利申請?zhí)枮?2221141.1公開了一種圓管的H型翅片管，由于其基管是圓管，相對于本實用新型而言，流動阻力大。同時，含灰氣流橫掠圓管時，其背風(fēng)側(cè)的負壓區(qū)比較大，雖然有H型翅片的自吹灰作用，此處的積灰仍然比較嚴(yán)重，大大影響了傳熱性能。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種橢圓H型翅片管，該翅片管應(yīng)用在換熱器，多灰氣流沿著橢圓長軸方向橫向沖刷翅片管，翅片開縫方向為氣流流動方向。使得換熱器既具有緊湊的翅片結(jié)構(gòu)、大的翅片面積，又能明顯降低積灰及流動阻力，利于各行業(yè)中多灰環(huán)境下傳熱領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案：

一種橢圓H型翅片管，包括橢圓形基管，所述橢圓形基管上設(shè)有若干組翅片，所述翅片的平面與橢圓形基管的軸線垂直，每一組翅片均由兩塊翅片對合而成，安裝在橢圓形基管的兩側(cè)，兩翅片間留有間隙，所述翅片管整體沿橢圓形基管徑向斷面呈H型。

所述翅片的側(cè)面設(shè)置有與橢圓形基管截面相吻合的凹槽，翅片利用這個凹槽與橢圓形基管焊接。

所述橢圓形基管其長軸與短軸的比值范圍為1.25～10，其壁厚范圍為2～5mm。

所述每一組翅片的兩塊翅片之間的間隙范圍為5～20mm。

所述各翅片厚度一致，厚度范圍為1～2.5mm；所述相臨兩個翅片之間相互平行，翅片間距范圍為8～16mm。

所述翅片與橢圓形基管的連接方式，可以是熱擠壓、冷擠壓、軋制以及各種焊接工藝。

本實用新型采用了流線型的橢圓管為基管，在降低流動阻力的同時，大大減小了背風(fēng)側(cè)的負壓區(qū)，減輕了飛灰在此處的集聚。與H型翅片管相比，傳熱性能更強，阻力更小，積灰大大減輕。

考慮到管內(nèi)工質(zhì)為液體，管外工質(zhì)為多灰氣流，所以管外側(cè)的傳熱系數(shù)遠低于管內(nèi)側(cè)。同時管外側(cè)容易發(fā)生積灰與磨損，影響到設(shè)備的可靠性。為了達到強化傳熱、降低流動阻力、減輕積灰磨損的目的，本發(fā)明采用橢圓H型翅片管，具有以下優(yōu)點；

1、橢圓H型翅片管比相應(yīng)的圓形H型翅片管的傳熱系數(shù)大，25％～30％。這主要是因為橢圓管接近流線型，流體與避免接觸良好，其次因為同樣的翅片面積，橢圓管數(shù)多，管與翅片的接觸面積大，切結(jié)合緊密。因此，橢圓翅片管肋化效率高；

2、在管數(shù)相同，翅片高度相同的前提下，橢圓H型翅片管的迎風(fēng)面積、體積和翅片面積都比相應(yīng)的圓形H型翅片管約小20％左右，因此減少了金屬耗量；

3、管數(shù)相等或者傳熱面積相等時，橢圓H型翅片管束比圓翅片管束阻力系數(shù)要小的多。當(dāng)然這和風(fēng)速以及橢圓管的長短軸之比有關(guān)系。試驗表明，基管直徑相同，排列方式與管間距相同，當(dāng)長短軸之比在2～2.5之間，迎風(fēng)流速為3～5m/s時，橢圓管束的壓降是圓管束的0.2～0.4倍。阻力損失小，可以降低所選風(fēng)機的功率，降低風(fēng)機噪音；

4、可成功解決多灰換熱環(huán)境下?lián)Q熱表面積灰問題。由H型翅片管組成的傳熱表面，煙氣通道是流暢的直通道，不易積灰。且煙氣在垂直翅片的作用下，表面自然形成煙氣漩渦，這種漩渦具有自吹灰效果。

附圖說明

圖1是本實用新型主視圖；

圖2是本實用新型左視圖；