[實用新型]一種氣-水換熱強化管

有效

• 申請號: 201420264950.0
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN203869571U
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 陶國祥;李兆廷;鄒妍
• 申請（專利權）人: 蕪湖東旭光電科技有限公司
• 主分類號: F28F1/44
• 分類號: F28F1/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及氣-水換熱器，尤其涉及一種在池沸騰中的換熱強化管。

背景技術

池沸騰氣-水換熱中主要傳熱方式：在高溫壁面上生成、長大、脫離的汽泡與低溫水的對流換熱、高溫壁面對水的輻射換熱和高溫壁面在氣-水間的傳熱。增強汽泡的對流換熱需要壁面滿足產生更多汽泡的條件，即提高壁面汽化核心數，使單位面積氣泡的密度增加，多層燒結金屬絲網在管道壁面形成了更多利于汽泡形成的汽化核心，能大幅度提高沸騰換熱表面傳熱系數和臨界熱流密度，降低管壁面起始過熱度；而在過渡沸騰和穩態膜沸騰狀態下由于產生的汽泡過多且連在一起形成汽膜覆蓋在管道外壁，使傳熱熱阻增大。管內高溫氣體主要傳熱熱阻是氣體與管道間的流動邊界層，且管內氣體多處于受迫紊流狀態，而氣體經過管內壁均布圓堆狀凸出物時可以形成渦流來破壞流動邊界層。同時由于圓堆狀凸出物為流線型，與光管在相同管道阻力情況下換熱量可提高30%～50%。

由于多孔表面結構的局限性，現有沸騰換熱多孔表面結構適用介質多為制冷劑，而平織的多層燒結金屬絲網結構更適用于水的沸騰換熱；在管內熱氣體介質換熱中，在內壁均布圓堆狀凸出物的結構能使氣體在過渡紊流和旺盛紊流狀態下換熱量都會有較大幅度提升，相對于其它帶凸出物的管道，其對工況適用范圍更廣，且易加工。???

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種氣-水換熱強化管。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：一種氣-水換熱強化管，包括管道和多層燒結金屬網；多層燒結金屬絲網包圍在管道的外壁且與管道外壁燒結連接；管道內壁均布向內呈圓堆狀的凸起。

作為優選，圓堆狀的凸起的底部形狀為橢圓形，并且橢圓形的長軸與管道的軸線方向一致。

作為優選，管道內壁均布向內呈圓堆狀的凸起由管道壁向內凹進形成。

作為另一個優選，管道內徑為D，所述管道內壁面向內凸起的間距為t，凸起的高度為h，并且：?t/D=0.25～1.0，h/D=0.025～0.05。

還有一個優選，多層燒結金屬絲網為平織結構即編織形成的網孔為正方形，所述正方形的邊長L≥2σT_s/(rρ_V?Δt)，d=（60～190）μm，3d≤δ≤5d，其中σ為水表面張力，T_s為當前壓力對應的飽和溫度，r為當前壓力下水的汽化潛熱，ρ_V?為當前壓力下的蒸汽密度，Δt為管壁溫度T_W與T_s的差值，d為金屬絲直徑，δ為多層金屬絲網的厚度。

上述管道內壁采用沿周向排列凸出物結構，使管內氣體在流過凸出物時，壁面與流動邊界層發生脫離，并在越過凸出物后形成漩渦，不斷擾動流動邊界層，增強換熱，且能提高內壁抗污能力。

上述管道外壁包圍多層燒結金屬絲網，能大幅度提高沸騰換熱表面傳熱系數和臨界熱流密度，降低管壁面起始過熱度；汽泡在脫離壁面后，絲網中產生相對負壓并使周圍液體迅速補充，周期性的在壁面形成紊流狀態，提高傳熱傳質速度，并能不斷沖刷絲網和外壁表面，防止水垢的形成。

本實用新型的有益效果是：

氣-水換熱強化管采用外壁與多層燒結金屬絲網燒結連接、內壁設有周向排列凸出物的結構。在實際運行中，可以增強管內、管外的換熱，減小管道的體積，提高對低品位熱能的利用率和管道的抗垢能力。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。

圖1是本實用新型氣-水換熱強化管的全剖視結構示意圖。

圖2是本實用新型氣-水換熱強化管管壁外單層金屬絲網的結構示意圖。

圖3為本實用新型氣-水換熱強化管管壁內環狀凸出物的結構示意圖。

圖中，1-多層燒結金屬絲網?，2-凸出物。

具體實施方式

圖1是一種氣-水換熱強化管，由多層燒結金屬絲網1和內壁設有沿周向排列凸出物2的管道組成。

管道內壁沿周向排列凸出物2是由管壁內凹形成的圓堆狀的凸起，凸出物2的底部形狀為橢圓形，并且橢圓形的長軸與管道的軸線方向一致。

當管內氣體在流過凸出物時，凸出物2的橢圓形底部具有較好的流線形狀。

多層燒結金屬絲網1包圍在管道的外壁，管道的內壁沿周向排列凸出物2。多層燒結金屬絲網1與管道外壁以燒結方式連接。