[發(fā)明專利]橢圓管管翅式換熱器流線型等波幅拋物形波紋翅片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410375540.8
• 申請(qǐng)日: 2014-08-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104154791A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張強(qiáng);王良璧;王良成;宋克偉;張昆;胡萬(wàn)玲;林志敏;郭鵬;常立民;王天鵬;周文和;王燁;張永恒;王小見(jiàn);武祥;劉松;蘇梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘭州交通大學(xué)
• 主分類號(hào): F28F1/10
• 分類號(hào): F28F1/10
• 代理公司: 無(wú)
• 代理人: 無(wú)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橢圓管管翅式換熱器翅片，特別涉及一種橢圓管管翅式換熱器流線型等波幅拋物形波紋翅片。?

背景技術(shù)

管翅式換熱器應(yīng)用非常廣泛，總能耗很大，從而強(qiáng)化該類換熱器的換熱特性非常重要。該類換熱器的熱阻主要集中在翅片側(cè)，從而能耗也主要消耗在翅片側(cè)。一般情況下，該類換熱器管內(nèi)流動(dòng)的工質(zhì)是液體，而管外翅片側(cè)流動(dòng)的氣體，大多數(shù)數(shù)情況下是空氣或其它混合氣體。為減小氣側(cè)的熱阻，在管外側(cè)安裝翅片可以增加換熱面積，達(dá)到減小熱阻的目的。通常通過(guò)形狀不同形狀的翅片來(lái)減小空氣側(cè)的熱阻。常用的有利于強(qiáng)化傳熱的翅片形狀有百葉窗、波紋、渦產(chǎn)生器、間斷環(huán)面槽、菱形立刺等。?

橢圓管管翅式換熱器由于其管子幾何結(jié)構(gòu)和圓管相比具有一定的流線性特點(diǎn)，但當(dāng)管子尺寸變大或流速提高時(shí)，其流線性變差，流體掠過(guò)橢圓管流動(dòng)時(shí)的脫體引起流動(dòng)壓力損失較大，并在橢圓管尾部形成不利于傳熱的回流區(qū)。現(xiàn)用翅片并不能改善流體流經(jīng)翅側(cè)的流線性。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的思路是通過(guò)流線型波紋通道引導(dǎo)流體按既定流線流動(dòng)，抑制流體脫體、減小流動(dòng)壓力損失、同時(shí)擴(kuò)展翅片表面積、提高翅片流動(dòng)與換熱綜合性能的目的。?

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種橢圓管管翅式換熱器流線型等波幅拋物形波紋翅片，即在所述翅片上按照流線走向從氣流入口到出口連續(xù)沖壓出凸凹相間的流線型拋物形凸波紋4和流線型拋物形凹波紋5。?

所述的流線型翅片1上同一波谷、波峰連線均為流線，波紋區(qū)域邊界8也是流線，且在沖壓前翅片(平片)中心面O—O上，以流函數(shù)值按需確定。?

所述的流線型翅片1上所有波紋的波幅相同，為翅片間距的0.1—0.9倍。?

所述的流線型翅片1的凸拋物形波紋4、凹拋物形波紋5的橫斷面形狀為拋物線。其拋物線的確定方法是：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C-C的交點(diǎn)分別為9′—15′，然后分別確定交點(diǎn)10′和11′、11′和12′、12′和13′、13′和14′的中心點(diǎn)a、b、c和d，按波幅大小垂直中心面O—O上下移動(dòng)交點(diǎn)10′—14′分別到?10″—14″，最后分別通過(guò)三點(diǎn)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的形狀拋物線方程。?

所述的流線型翅片1的流線是翅片1所對(duì)應(yīng)管翅式換熱器平片翅片側(cè)通道沿管軸向中心截面管尾不出現(xiàn)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(shù)目依據(jù)波紋區(qū)域邊界8流函數(shù)值按需確定。?

橢圓管的排列方式可以是順排也可以是叉排。?

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(guān)于管孔2的縱、橫中心線對(duì)稱分布。?

所述流線型翅片1上沖壓出橢圓環(huán)凸臺(tái)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上沖壓出橢圓環(huán)凸臺(tái)3的高度可以變動(dòng)，用于調(diào)節(jié)翅片間距，焊接后凸臺(tái)緊緊地與橢圓管接觸，起到固定翅片減小熱阻的作用。?

流線型翅片與橢圓管子組裝后，當(dāng)流體在流線型翅片間流動(dòng)時(shí)，通過(guò)翅片表面的流線型凸凹波紋連續(xù)不斷的引導(dǎo)，流體主要沿著既定流線流動(dòng)，截面流動(dòng)速度較均勻，管尾部流體的脫體得到了有效的抑制，改善了橢圓管尾部的換熱、減小了流動(dòng)阻力，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(shuō)明

圖1是一種橢圓管管翅式換熱器流線型等波幅拋物形波紋翅片。?

圖2是拋物形波紋型線確定方法示意圖?

圖1中標(biāo)號(hào)：1.翅片；2.翅片上橢圓管孔；3.橢圓環(huán)凸臺(tái)；4.流線型凸波紋；5.流線型凹波紋；6.拋物線波紋形狀；7.翻邊；8.波紋區(qū)域邊界。?

圖2中標(biāo)號(hào)：9—15流線；9′—15′是放置在在O—O面上的流線9—15和橫截面C-C的交點(diǎn)；10″—14″是按波幅大小垂直中心面O—O上下移動(dòng)10′—14′后的對(duì)應(yīng)點(diǎn)；a、b、c和d分別是10′和11′、11′和12′、12′和13′、13′和14′的中點(diǎn)。?

具體實(shí)施方式