[發明專利]矩形扭齒翅片管及矩形扭齒翅片管換熱管束

有效

• 申請號: 201410290399.1
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN104034194A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 馬有福
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: F28F1/24
• 分類號: F28F1/24;F28F13/12;F28F21/08;F28D7/16
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

技術領域

本發明屬于翅片管領域，具體涉及一種矩形扭齒翅片管及其翅片管換熱管束。

背景技術

矩形翅片管是應用于“富煤缺水”地區火電廠、大型電站空冷凝汽器、電站暖風器、汽車散熱器及空調蒸發器等換熱裝置中的重要換熱原件。

目前常見的矩形翅片管由連續平直矩形翅片平行布置而構成，翅片連續完整的與基管連接，換熱對翅片間距要求較高，若翅片間距過小，翅片對管外流動存在過度“整流”的現象，使得翅片表面換熱能力明顯降低，不利于換熱效果的增加，翅片間距過大，則會嚴重降低翅片管的翅化比，換熱效果不理想。

為進一步提高矩形翅片管的換熱性能，現有技術中主要采用對翅片表面進行加工的方法，使翅片表面由平滑表面變為凹凸面或開孔面，以增加流體擾動效果。但研究結果表明，當翅片為單純凹凸表面或表面開孔過小時，翅片表面對翅片附近流體擾動的效果并不明顯，翅片表面的換熱特征仍與連續平直翅片換熱特征相似；當翅片表面開孔過大時，盡管翅片側流體擾動及橫向混合得到加強，但換熱面積仍有損失過大，換熱性能反而下降。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種對基管外氣流能夠有效增強擾動并強化換熱的矩形扭齒翅片管及其翅片管換熱管束，進一步提高矩形翅片管的強化換熱性能。

為了達到上述目的，本發明采用了以下技術方案：

<結構一>

本發明提供了一種矩形扭齒翅片管，具有這樣的特征，包括：基管部，呈管狀；以及翅片部，包含多片分別沿基管部的軸向以預定間距連接在基管部外壁上的矩形扭齒翅片，其中，每片矩形扭齒翅片包含固定設置在外壁上的基片、與基片連成一體且頂端向著基管部的外部延伸的多個扭齒、以及多個形成在每相鄰的兩個扭齒之間的開口槽，扭齒的頂端相對于基片扭轉一定角度，多個扭齒設置在基片與基管外氣流流向相平行方向上的兩側邊部上。

在本發明提供的矩形扭齒翅片管中，還可以具有這樣的特征：其中，扭齒的頂端相對于基片扭轉的角度的范圍為1°至90°。

在本發明提供的扭齒翅片管中，還可以具有這樣的特征：其中，每相鄰的兩個扭齒的扭轉方向為相同和相反中的任意一種。

在本發明提供的扭齒翅片管中，還可以具有這樣的特征：其中，基管形狀為呈圓管狀、橢圓管狀、扁管狀中的任意一種。

在本發明提供的扭齒翅片管中，還可以具有這樣的特征：其中，每相鄰兩片矩形扭齒翅片互相平行。

在本發明提供的扭齒翅片管中，還可以具有這樣的特征：其中，頂端的頂緣為呈梯形、圓弧形、鋸齒形以及波浪形中的任意一種形狀。

在本發明提供的扭齒翅片管中，還可以具有這樣的特征：其中，扭齒的側壁具有凹凸不平的表面和呈凹痕以及凹槽中的任意一種。

<結構二>

更進一步地，本發明還提供了一種翅片管換熱管束，具有這樣的特征，包括：至少三個矩形扭齒翅片管，翅片管換熱管束為順列布置，錯列布置以及不等間距布置中的任意一種。

發明的作用與效果

根據本發明所涉及的矩形扭齒翅片管，多個矩形扭齒翅片環繞在基管部的外壁上，翅片上與基片連成一體且向基管的外部延伸的多個扭齒，作為一種渦流激發結構，當氣流縱向掠過翅片管束時，在管外流場中周期地形成大量橫向渦流，明顯增強了翅片附近流體的擾動，使得翅間氣流的橫向混合明顯增強，同時，扭齒對遠離翅片管換熱表面的主體流動未有明顯擾動，從而使得換熱管束在較小的流體輸運功耗增加下獲得較大的換熱量增大收益，翅片管強化換熱性能明顯提高，在含灰少、潔凈氣流換熱場合可以采用更小的翅片間距，從而提高換熱管的翅化比，使得矩形扭齒翅片管具有明顯的強化換熱優勢。

附圖說明

圖1為本發明的實施例一中矩形扭齒翅片管換熱管束的結構示意圖；

圖2為本發明的實施例一中矩形扭齒翅片管的結構示意圖；

圖3為本發明的實施例一中矩形扭齒翅片部的結構示意圖；

圖4為圖3中的沿A方向所觀察到的矩形扭齒翅片部的結構示意圖；

圖5為本發明的實施例二中矩形扭齒翅片管的結構示意圖；

圖6為本發明的實施例二中矩形扭齒翅片部的結構示意圖；

圖7為圖6中的沿B方向所觀察到的矩形扭齒翅片部的結構示意圖；

圖8為本發明的實施例三中矩形扭齒翅片管的結構示意圖；

圖9為圖8中的沿C方向所觀察到的矩形扭齒翅片管的結構示意圖；

圖10(a)為本發明的變形例一中矩形扭齒翅片管的結構示意圖；

圖10(b)為本發明的變形例二中矩形扭齒翅片管的結構示意圖；