[發明專利]圓管管翅式換熱器流線型變波幅圓弧形波紋翅片

有效

• 申請號: 201410373835.1
• 申請日: 2014-08-01
• 公開（公告）號: CN104110986A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 蘇梅;王良璧;劉松;王良成;宋克偉;張昆;胡萬玲;張強;林志敏;郭鵬;常立民;王天鵬;周文和;王燁;張永恒;王小見;武祥
• 申請（專利權）人: 蘭州交通大學
• 主分類號: F28F1/10
• 分類號: F28F1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及圓管管翅式換熱器翅片，特別涉及一種圓管管翅式換熱器流線型變波幅圓弧形波紋翅片。?

背景技術

圓管管翅式換熱器廣泛應用于化工、空調、制冷等多個行業。在使用過程中，一般液體工質在管內流動，氣體在管外側流動。而氣體側熱阻占到此類換熱器總熱阻的70％-90％，是換熱環節的主要熱阻，減小空氣側的熱阻對提高換熱器整體換熱性能是非常重要的。為進一步提高管翅式換熱器的傳熱性能，增加流體的擾動是改善空氣側換熱效果的一種有效措施。通常把翅片表面做成有利于增加流體擾動的結構形狀，比如百葉窗、橫向波紋、渦產生器、間斷環面槽、菱形立刺等。這些翅片可以達到強化翅片表面傳熱的目的，但是同時也引起了流動阻力的增加。?

圓管管翅式換熱器現用百葉窗式、開縫式、渦產生器式等強化傳熱翅片通道內的流動流線性較差，這些強化翅片在強化傳熱的同時，引起流動的流動局部阻力較大。因此，圓管管翅式換熱器翅片表面換熱性能有待進一步提高。?

發明內容

本發明的思路是通過在圓管管翅式換熱器翅片表面沖壓出流線型波紋引導流體按既定流線流動，達到提高流體流動流線性，減小流動壓力損失，提高翅片換熱能力的目的。?

為達到上述目的本發明采用的技術方案是在翅片1上按照流線走向從氣流入口到出口連續沖壓出凸凹相間的流線型圓弧形凸波紋4和流線型圓弧形凹波紋5；同一波谷、波峰連線均為流線，波紋區域邊界8也是流線，且在沖壓前翅片(平片)中心面O—O上，可依據流函數值按需確定。?

流線型凸波紋4和凹波紋5的波幅在縱向以一定波形16變化，比如，在流速高的區域(圓管周圍區域)波幅較小，在流速低的區域(前后排圓管之間區域)波幅較大。?

不同的流線型凸波紋4和凹波紋5的波幅沿橫向按適宜波形17包絡波紋谷峰變化，比如，在遠離管子的區域的波紋波幅較大，在靠近管附近區域的波紋波幅較小。?

所述的流線型翅片1的凸波紋4、凹波紋5的最小波幅為翅片間距的0.1-0.9倍。?

所述的流線型翅片1的凸波紋4、凹波紋5的橫斷面形狀為圓弧形。其圓弧形型線的?確定方法是：先把流線9—15放置在沖壓前翅片(平片)中心面O—O上，這些流線和橫截面A-A的交點分別為9′—15′，然后分別確定交點10′和11′、11′和12′、12′和13′、13′和14′的中心點a、b、c和d，按波幅大小垂直中心面O—O上下移動交點10′—14′分別到10″—14″，最后分別通過三點9′、10″和a，a、11″和b，b、12″和c，c、13″和d及d、14″和15′確定凸波紋4及凹波紋5的圓弧形型線方程。?

所述的流線型翅片1的流線是翅片1所對應管翅式換熱器平片翅片側通道沿管軸向中心截面上管尾不出現回流的流線。?

所述的流線型翅片的凸波紋4、凹波紋5間距或數目依據波紋區域邊界8的流函數值按需確定。?

所述的流線型翅片1上沖壓出的凸波紋4、凹波紋5相間分布并且分別關于管孔2的縱、橫中心線對稱分布。?

所述流線型翅片1上沖壓出圓環凸臺3，且在其頂部沖壓出一翻邊7，便于翅片穿管和確定片距。?

所述流線型翅片1上沖壓出圓環凸臺3的高度可以變動，用于調節翅片間距，脹管后凸臺緊緊地與圓管接觸，起到固定翅片減小熱阻的作用。?

流線型翅片與管子組裝后，當流體在多層流線型翅片間流動時，通過翅片表面的流線型凸凹波紋連續不斷的引導，部分流體沿著既定流線流動,減小了流動壓力損失。同時，流線型波紋波幅沿著縱向按照適宜曲線波形周期變化及不同波紋波幅沿橫向按適宜波形包絡波紋谷峰變化進一步減小了流動壓力損失。翅片表面凸凹波紋增加了翅片表面面積，減小了傳熱熱阻，提高了翅片的換熱能力。?

附圖說明

圖1是一種圓管管翅式換熱器流線型變波幅圓弧形波紋翅片。?

圖2是圓弧形波紋型線確定方法示意圖。?

圖1中標號：1.翅片；2.翅片上圓管孔；3.圓環凸臺；4.凸波紋；5.凹波紋；6.波紋形狀；7.翻邊；8.波紋區域邊界；9-13.流線；14.波幅沿縱向變化波形；15.波幅沿橫向變化包絡波峰、波谷波形。?

圖2中標號：9—15流線；9′—15′是放置在在O—O面上的流線?9—15和橫截面A-A的交點；10″—14″是按波幅大小垂直中心面O—O上下移動?10′—14′后的對應點。?

具體實施方式