[發明專利]松弛配合扭帶球突管式換熱器

有效

• 申請號: 201410421612.8
• 申請日: 2014-08-25
• 公開（公告）號: CN104165534B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 韓懷志;孫寶芝;宋思明;張鵬;楊龍濱;李彥軍;張國磊;李曉明
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F28D7/16
• 分類號: F28D7/16;F28F1/42;F28F9/24
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明屬于熱力設備技術領域，涉及松弛配合扭帶球突管式換熱器。

背景技術

強化換熱技術廣泛應用于石油、化工、電力、冶金、船舶、機械、供暖、食品和制冷等領域中，典型的應用裝備包括換熱器、空調、化學反應設備以及制冷設備。被動強化換熱作為重要的強化換熱技術之一，能夠有效的提高設備傳熱效率、減小設備尺寸以及降低其成本。高效換熱元件的開發是被動強化換熱的核心技術，深入研究其流動和傳熱的內在機理和規律對換熱裝備的設計、優化有著重要的實際意義。

從二十世紀七十年代至今，強化傳熱技術的開發和應用研究被全世界國家的學者放在舉足輕重的地位。進入九十年代以后，強化傳熱技術進入飛速發展階段，其更新換代日新月異，第二代強化傳熱技術逐漸被認為是一種常規技術，因此各學者著手開始將第二代技術向第三代發展。著名學者Bergles最近提出了一種最新的第四代復合強化傳熱技術的概念，即將二種或幾種強化換熱手段同時使用，使得換熱效果優于單一手段作用下的強化換熱效應。

目前為止，傳統的高效換熱器多采用單一的強化換熱手段。一是采用粗糙表面強化換熱管，通過改進壁表面形狀設計形成脫渦流，達到破壞邊界層，提高邊界層內的傳熱性能的目的，例如橫紋槽管、螺旋槽管、縱槽管、波紋管、正旋管以及翅片管等。二是采用遠壁面擾流元件，產生了連續不斷的渦流，在離心力的影響下使管中心的流體和壁面邊界層的流體充分混合。但是單一的手段其換熱效果不理想。

發明內容

本發明的目的在于提供松弛配合扭帶球突管式換熱器，解決了現有的換熱器多采用單一的強化換熱手段、換熱效果不理想的問題。

本發明所采用的技術方案是包括管狀外殼、冷介質進口管、冷介質出口管、熱介質進口管、熱介質出口管、兩個管板、第一封頭、第二封頭、水平隔板、多個折流板和管束；其中，外殼的兩端內壁上各安裝有一個管板，外殼其中一端開口部安裝有第一封頭，外殼的另一端開口部安裝有第二封頭，第一封頭和第二封頭將外殼的兩端開口封閉，外殼的一端頂部設置有熱介質進口管，外殼的另一端底部設置有熱介質出口管，第一封頭內設置有水平隔板，將第一封頭內部空間分割成上下相同的兩部分，第一封頭的頂部設置有冷介質進口管，第一封頭的底部設置有冷介質出口管，外殼的內部沿管徑方向設置有多個折流板，折流板上下交錯安裝在外殼內壁上，使外殼內部形成從一端至另一端上下交錯的氣流通道，外殼內沿軸向設置多個管束，管束的兩端均固定在管板的管板孔內，管束穿過折流板并被折流板所支撐，管束為松弛配合扭帶球突管束。

進一步，所述松弛配合扭帶球突管束的管束內徑D為20mm，內插扭帶的180°扭距y，球突管結合松弛配合扭帶相比于光管結合內插扭帶在壁面上多出一個波形結構，球突突距即波距p為25-50mm，球突管與扭帶之間是松弛配合，扭寬w小于管的內徑。

進一步，所述球突的突距和松弛配合扭帶的匹配設計包括3種布置，突距小于扭距，突距等于扭距以及突距大于扭距。

進一步，所述突深為0.5mm～2mm。

本發明的有益效果是結合了粗糙表面強化和采用遠壁面擾流元件兩種強化換熱方式，鑒于表面基和流體基強化措施的作用區域不同，避免了強化換熱管的構形沖突并且其共存可以形成合力，使得松弛配合扭帶球突管式換熱器的換熱效應進一步加強。

附圖說明

圖1是本發明管殼式換熱器結構示意圖；

圖2是本發明松弛配合扭帶結構示意圖；

圖3是本發明管束布置徑向截面圖；

圖4是本發明實施例1紐帶布置示意圖；

圖5是本發明實施例2紐帶布置示意圖；

圖6是本發明實施例3紐帶布置示意圖。

圖中，1.管狀外殼，2.冷介質進口管，3.冷介質出口管，4.熱介質進口管，5.熱介質出口管，6.管板，7.第一封頭，8.折流板，9.管束，10.第二封頭，11.水平隔板。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。