[發明專利]一種強化傳熱的流線型縱向渦發生器

在審

• 申請號: 201610273120.8
• 申請日: 2016-04-28
• 公開（公告）號: CN105783574A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 張麗;尚勃均;李雅俠;金丹;王宗勇
• 申請（專利權）人: 沈陽化工大學
• 主分類號: F28F13/12
• 分類號: F28F13/12;F28F1/32;F28D1/053
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司 21205
• 代理人: 張志剛

技術領域

本發明涉及一種強化傳熱裝置，特別是涉及一種強化傳熱的流線型縱向渦發生 器。

背景技術

強化傳熱是隨著工程的發展而發展起來的一門新型技術，并且已在化工、能源、航 空航天、車輛等部門得到較為廣泛的應用。目前，研究各種傳熱過程的強化問題以便開發設 計新穎的緊湊式換熱器，不僅是現代工業發展中必須解決的問題，同時也是開展節能工作 的迫切任務。

近年來，通過在換熱器殼側安裝縱向渦發生器產生縱向渦來改變近壁處流體的湍 流結構,從而提高緊湊式換熱器的傳熱效率，取得了較好的效果。但是由于渦流發生器的存 在對流體的阻礙作用也不容忽視，如果不能對通道內渦發生器形狀、數目、尺寸、安裝位置 等進行合理的布置，其產生的阻力作用要遠大于強化傳熱的效果，往往會帶來適得其反的 作用。所以合理設計通道內渦流發生器的結構及安裝方式的是十分必要的。

目前，普遍認為三角翼型渦發生器綜合傳熱效果優于矩形翼渦流發生器，但是三 角翼型渦發生器的阻力還有進一步降低的空間。

流線型是空氣動力學名詞，是物體的外部形狀，通常表現為平滑而規則的表面、沒 有大的起伏和尖銳的棱角。現代風洞實驗已經證實流線型具有高速度、低阻力的優勢。目 前，流線型已廣泛應用于飛機、汽車等交通工具的外形設計中。在傳熱面上以一定規律、周 期性成對安裝流線型縱向渦發生器，可以減小流動阻力，并且能夠提高周圍速度場與溫度 場的協同性，從而可以提高綜合傳熱強化效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種強化傳熱的流線型縱向渦發生器，本發明為解決三角 形翼型和矩形翼型渦發生器強化傳熱時由于其尖銳的棱角以及棱邊引起的流動阻力較大 的問題。提供了一種新型的渦流發生器，即流線型縱向渦發生器。本發明既能降低流體流過 渦發生器所產生的流動阻力，又能具有良好的傳熱效果。流線型渦流發生器以較小的流動 阻力為代價，獲得了更多的熱量交換。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種強化傳熱的流線型縱向渦發生器，所述流線型縱向渦發生器表面平滑為流線型， 呈迎流方式和迎流角，其渦發生器間距、安裝密度周期性的成對安裝；渦發生器直接焊接在 換熱器的傳熱面上，或沖壓方式在換熱面上成型；渦發生器形狀，包括帶副翼流線型渦發生 器、帶孔流線型渦發生器、下開孔流線型渦發生器；渦發生器裝設在管翅式換熱器、套管式 換熱器殼側、板式換熱器、反應釜夾套以及散熱板或片中。

本發明的優點與效果是：

本發明具有結構簡單、方便安裝、強化傳熱效果好、阻力小、適用于各種換熱介質、應用 范圍廣等優點，可以在化工、制冷、航空航天、能源領域的換熱設備上推廣使用。

附圖說明

圖1流線型縱向渦發生器；

圖中：A、B普通流線型縱向渦發生器；C帶孔的流線型縱向渦發生器；D下部開口的流線 型縱向渦發生器；E帶矩形副翼的流線型縱向渦發生器；F帶流線型副翼的流線型縱向渦發 生器。

圖2安裝流線型縱向渦發生器的管翅式換熱器示意圖；

圖3安裝流線型縱向渦發生器的帶螺旋翅片的套管式換熱器的內管；

圖4安裝流線型縱向渦發生器的板式換熱器示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明進行詳細說明。

本發明表面平滑而規則、沒有大的起伏和尖銳棱角的流線型縱向渦發生器通過焊 接的方式與換熱面相連，或者，也可以在換熱面上通過機械沖壓的方式沖出流線型縱向渦 發生器。流線型縱向渦發生器以一定的迎流方式和迎流角、一定的渦發生器間距、一定的安 裝密度周期性的成對安裝。

本發明的原理如下

流線型縱向渦發生器安裝在換熱面上，增加了換熱表面積，并且通過產生縱向渦改善 局部流場，增強流體的徑向流動能力和湍流強度，削弱換熱邊界層。流線型縱向渦發生器減 少流動阻力的原因在于：流體經過光滑曲面的渦發生器時，流體與物體界面處可以很好的 貼合，能延遲邊界層的分離，從而能降低形體阻力和壓差阻力。另外流線型迎流還能降低流 體與渦發生器劇烈碰撞而產生的能量損失。因此本發明既能增強傳熱又能降低流動阻力， 適用于各類緊湊式換熱器，使用領域廣。

實施例一

下面結合附圖說明本發明實施實例。