[實用新型]一種外表面帶有軸向螺旋形槽道的降膜蒸發(fā)換熱管

有效

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• 申請日: 2012-05-09
• 公開（公告）號: CN202582322U
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王進強;陳煥焯;武震國
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州新太銅高效管有限公司
• 主分類號: F28F1/34
• 分類號: F28F1/34
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種降膜蒸發(fā)換熱管，尤其是一種外表面帶有軸向螺旋形槽道的降膜蒸發(fā)換熱管。

背景技術(shù)

降膜蒸發(fā)器是許多工業(yè)生產(chǎn)過程中的重要設(shè)備，例如，中央空調(diào)系統(tǒng)冷水機組中的降膜蒸發(fā)器。降膜蒸發(fā)器性能的優(yōu)劣在很大程度上取決于換熱管的換熱性能好壞。

換熱管具有內(nèi)腔的管體，通常管體內(nèi)壁表面光滑或者內(nèi)壁表面沿管體軸向設(shè)有呈螺旋狀分布的槽道；管體外表面為光滑表面或者具有沿管體軸向呈螺旋狀分布的翅片，通過在翅片上進行加工，將翅片頂部壓扁，而翅片下部基本不變形，從而相鄰翅片之間下部形成空腔；而由于翅片頂部被壓扁，從而造成空腔出口變窄，即所謂的T型結(jié)構(gòu)。這種空腔結(jié)構(gòu)在換熱管周向螺旋形分布。

在降膜蒸發(fā)器工作過程中，降膜蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)置的噴淋裝置將液體從換熱管束上方或周邊噴淋到換熱管上，在換熱管外表面形成液膜。熱流體從換熱管內(nèi)流過，流動時與管外液體進行熱交換，管外液體受熱后發(fā)生蒸發(fā)、沸騰產(chǎn)生蒸汽，帶走管內(nèi)流體的能量。在降膜蒸發(fā)器中，往往多根換熱管排列成水平管束，部分噴淋的液體被管束上部的換熱管加熱成蒸汽，來不及蒸發(fā)的液體向下流動，流到下面的管子表面被加熱，其中部分液體繼續(xù)形成蒸汽；剩余液體繼續(xù)向下流動，依然被下面的管子加熱和部分液體形成蒸汽。這種現(xiàn)象延續(xù)，直到管束的最下面一排換熱管。

但是上述降膜蒸發(fā)器存在以下問題：降膜蒸發(fā)器中所噴淋的液體是分散的，噴淋到換熱管表面時往往分布是不均勻的。由于換熱管外表面為光滑、帶有空腔窄縫的平整表面，當局部液體過多時，會通過空腔窄縫流入空腔，不能迅速沿軸向流動，而這部分液體不能及時全部蒸發(fā)，部分液體會沿著空腔，滴落到下面的管排；滴落到下一級換熱管的液體在沒有沿軸向濕潤擴散之前，又會繼續(xù)沿管子周向向下一級換熱管滴落，造成液體在換熱管表面分布不均勻，使換熱管局部表面液膜變厚，降低了換熱效果，而部分表面出現(xiàn)干涸，不能進行熱交換。根據(jù)傳熱學理論，降膜蒸發(fā)換熱管表面的液體能否分布均勻，對換熱管的換熱效果影響極大，成為提高降膜換熱管換熱效果的關(guān)鍵。

實用新型內(nèi)容

本實用新型目的是：提供一種既能增加換熱管的換熱面積，同時又能夠克服換熱管外表面濕潤性不夠，使得液體在換熱管上分布更均勻，熱交換更充分的降膜式蒸發(fā)管。

本實用新型的技術(shù)方案是：一種外表面帶有軸向螺旋形槽道的降膜蒸發(fā)換熱管，包括：換熱管管體、換熱管內(nèi)表面的槽道，外表面上的T型結(jié)構(gòu)以及形成的空腔與窄縫，其特征在于，所述換熱管外表面上還設(shè)置有若干條環(huán)形槽道，所述環(huán)形槽道橫跨換熱管的所有空腔和窄縫。

在加工管外軸向槽時，刀具的壓力使得翅片頂部變形，形成凸臺并向空穴窄縫上方延伸，橫跨空穴出口窄縫，形成空穴上方的通道，在液體通過時，可以將液體輸運到干涸區(qū)域。

進一步的，所述環(huán)形槽道可以設(shè)計成若干條相連接的螺旋形槽道。

進一步的，所述環(huán)形槽道與換熱管軸線夾角為10度~50度。

進一步的，所述環(huán)形槽道的寬度為0.2~0.6mm，深度為0.2~0.5mm。

進一步的，所述換熱管外表面的T型空腔結(jié)構(gòu)的空腔沿換熱管周向延伸，所述空腔深度為0.4~0.7mm，寬度0.3~0.5mm；所述空腔上部的窄縫寬度為0.1~0.3mm。

進一步的，所述換熱管內(nèi)表面的槽道的數(shù)目為10~50條，槽深度為0.1~0.4mm。

本實用新型的工作原理：

噴淋到換熱管上的液體在沿管子周向向下滴落之前，部分液體會在軸向槽道產(chǎn)生的毛細力壓差作用或者重力作用下，迅速沿換熱管軸向濕潤換熱表面，通過空腔窄縫流入空腔，使得沒有被液體噴淋到的表面空腔得到液體的補充，從而進行蒸發(fā)和沸騰。根據(jù)流體力學理論，液體在毛細槽道中形成彎液面，而液體內(nèi)壓力與彎液面的曲率半徑有關(guān)。當彎液面曲率半徑大時，液體內(nèi)的壓力高；反之，彎液面曲率半徑小時，液體內(nèi)的壓力低。而槽道內(nèi)的液體數(shù)量大時，液體彎液面曲率半徑就大；反之就小。因此在毛細壓差作用下，槽道內(nèi)的液體永遠從局部多的地方向液體量少的地方遷移。于是，在換熱管表面液體分布不均勻時，局部液體多的地方，在毛細壓差的推動下，使得液體會沿軸向槽道向液體少的區(qū)域流動，達到液體均勻分布的目的，避免干涸現(xiàn)象出現(xiàn)，從而達到了提高蒸發(fā)換熱系數(shù)的目的。