[發明專利]一種用于板翅式換熱器的混合型翅片

無效

• 申請號: 201410364670.1
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN104110996A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 李清;王雪強;王慶余;孟現陽;孫俊芳;吳江濤
• 申請（專利權）人: 北京市燃氣集團有限責任公司;西安交通大學
• 主分類號: F28F3/02
• 分類號: F28F3/02;F28F21/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明屬于換熱器技術領域，具體涉及一種用于板翅式換熱器的混合型翅片。

背景技術

板翅式換熱器是目前廣泛應用在石油化工、動力、醫藥、冶金、制冷、食品、輕工等行業的一種通用換熱設備。板翅式換熱器具有高的比表面積、大的NTU(傳熱單元數)及高效的傳熱特性，其突出優點是結構緊湊、便于多股流布置、小溫差和大溫降換熱，尤其適合兩側換熱系數相差比較大及流道布置復雜的場合。影響板翅式換熱器性能的主要因素包括不同翅片表面的傳熱與流動特性、流道配置與物流分配、溫度場分布、材料特性等。常見的翅片表面有平直翅片、鋸齒翅片、波紋翅片、百葉窗翅片等，不同的翅片搭配具有不同的換熱特性，物流分配不均勻現象存在于各類流動與換熱設備之中，特別是熱交換器和化學反應器中，由于在該類工業設備中存在著熱量和質量的交換過程，流體分配的不均勻將直接影響傳熱和傳質過程，嚴重影響換熱器效率；發明專利201010562536.4涉及一種用于板翅式換熱器的混合型鋸齒形錯列翅片，依據流體與翅片肋表面相對方向的不同，將互相垂直的Z型翅片和H型翅片相互組合，利用各自的優點可以達到優勢互補的效果，具有較好的換熱性能和合適的壓降，但是對于多相流體換熱過程來講，相變過程可能存在與整個換熱流程中，如果只是采用不同類型的鋸齒形翅片，很可能出現流動過程中流體分布不均的現象，進而影響換熱過程的進行。對于含相變的流體換熱過程中，為了達到更好的換熱效果，一般換熱器采用外加接頭將流體引入氣液分離器進行氣液分離后再接回換熱器換熱，這樣使不同相的流體在不同的換熱通道內換熱，達到強化換熱的目的，但是這種做法會額外增加換熱器體積，并且給換熱器設計中流道和翅片的排布增加了難度。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種用于板翅式換熱器的混合型翅片，該混合翅片能夠在多相流動換熱的過程中起到強化換熱均衡不同流相流體分布的作用。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種用于板翅式換熱器的混合型翅片，由基本換熱單元沿流體流動方向周期性延伸排布而成；所述基本換熱單元包括鋸齒型翅片和多孔翅片，鋸齒型翅片和多孔翅片交錯間隔排布，鋸齒型翅片與多孔翅片的厚度和高度均相同，且多孔翅片上通孔的開孔率為5％～10％。

所述鋸齒型翅片與多孔翅片中流體流動方向的夾角為30°～60°。

所述的鋸齒型翅片為Z型鋸齒型翅片。

所述Z型鋸齒型翅片的齒距相同，且Z型鋸齒型翅片錯開間距大于等于齒距。

所述多孔翅片的齒距大于等于Z型鋸齒型翅片的齒距。

所述多孔翅片的長度大于等于Z型鋸齒型翅片的錯開間距。

所述鋸齒型翅片和多孔翅片均由一次沖壓成型。

所述鋸齒型翅片和多孔翅片的材料為鋁板或鋼板。

與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：

本發明采用鋸齒型翅片和多孔翅片以一定角度交錯間隔排布的形式，利用多孔翅片的分流特性可以更好的針對多相流體使其能夠均勻排布，并且利用多孔翅片可以在不同間隔組合下保證換熱流道具有較好的換熱性能，保證流道壓降維持在設計水平之下。通過兩種翅片類型的間隔排布，可以使流進多孔翅片的流體中氣相與液相流體發生橫向混合，進而不同流道內的多相流體能夠均勻混合，此時，密度較小的氣相流體將分部在流道的上部，密度較大的液相流體將分布在流道的中下部，然后流經鋸齒型翅片進行強化換熱，產生的氣液混合流體再通過多孔翅片進行橫向混合，如此在整個流體流動過程中氣液兩相始終有著明顯的分布狀態，從而使整個板翅式換熱器具有較好的換熱效果。

進一步地，本發明的鋸齒型翅片與多孔翅片中流體流動方向的夾角為30°～60°，這一設計主要是為了配合有相變流體在多孔翅片中的流動，流體在通道內換熱結束后會發生相變，液相中會摻雜氣相流體，以一定角度錯開多孔型翅片和鋸齒型翅片中流體的流動方向，能夠促使流體在不同流道中的交叉流動，此過程中通道內的液相流體和氣相流體可以得到更均勻的分配，取得更好的換熱效果。

進一步地，本發明的鋸齒型翅片為Z型鋸齒翅片，Z型鋸齒型翅片的齒距相同，且Z型鋸齒型翅片錯開間距大于等于齒距，多孔翅片的齒距大于等于Z型鋸齒型翅片的齒距；這樣的設計能夠盡可能的降低壓降，提高換熱性能。

附圖說明

圖1為本發明實施例1的板翅式換熱器混合型翅片結構的立體圖；

圖2為本發明實施例1的板翅式換熱器混合型翅片結構的俯視圖；

圖3為本發明實施例1優選地的板翅式換熱器混合型翅片結構的俯視圖；