[實(shí)用新型]降膜換熱管及其在換熱器內(nèi)的布置結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721847200.6
• 申請(qǐng)日: 2017-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN207832005U
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周亞素;王樹信;彭泰銘;胡昊;顏?zhàn)有?/a>;劉子渝;王辛予;葉濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號(hào): F28F1/26
• 分類號(hào): F28F1/26;F28F25/02
• 代理公司: 上海泰能知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31233
• 代理人: 宋纓;孫健

本實(shí)用新型涉及一種降膜換熱管及其在換熱器內(nèi)的布置結(jié)構(gòu)，包括管體，管體的外表面沿周向開有若干凹槽，若干凹槽沿管體的長度方向均勻分布，管體的內(nèi)表面設(shè)有螺紋。若干管體設(shè)置于布液器的下方，最上部的管體的凹槽位于布液器相鄰噴淋口之間，相鄰管體之間的凹槽交錯(cuò)布置。本實(shí)用新型通過對(duì)換熱管結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，改善了導(dǎo)流性能，降低了流體繞流阻力，使流體成膜更薄，排液速度更快，增大單位截面內(nèi)的換熱面積，提升換熱效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于降膜蒸發(fā)換熱管的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種降膜換熱管及其在換熱器內(nèi)的布置結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

圓形截面降膜換熱管在供熱、制冷空調(diào)、生活熱水、食品生產(chǎn)、工藝、熱回收、自然能源、電廠等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但是圓形截面降膜換熱管存在如下問題：由于成膜流體略過換熱管半管截面發(fā)生邊界層分離，導(dǎo)致底部形成較寬的分離區(qū)，使得流體脫離傳熱管壁面，造成傳熱效果差、形狀阻力大，甚至引起渦激振動(dòng)破壞換熱管，在很多情況下不能滿足生產(chǎn)節(jié)能及特殊需求。

螺紋管作為一種高效的節(jié)能元件已在動(dòng)力、航天、電子等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。對(duì)于單相流體，螺旋形內(nèi)表面的凹槽及凸起強(qiáng)化換熱管內(nèi)表面的對(duì)流傳熱，加強(qiáng)流體擾動(dòng)，水膜更加持久。此外，螺紋引起流體的旋轉(zhuǎn)，在管道中產(chǎn)生二次流增加湍流強(qiáng)度，使流體徑向速度增加而邊界層變薄，產(chǎn)生很大的離心力，使兩相流中密度較高的液體沖向壁面，密度較低的汽體則積聚到管道中心，在相同的條件下其換熱系數(shù)要比光管大，并且相比于其他異型管，螺紋管制造簡單，傳熱性能和機(jī)械性能更好。此外，半橢圓截面結(jié)構(gòu)能有效減小成膜流體在傳熱管底部的分離區(qū)和流體尾部的渦流區(qū)，增大單位截面的換熱面積，降低流體繞流阻力，使流體成膜更薄，排液速度更快，提升換熱效率，節(jié)約能源。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種降膜換熱管及其在換熱器內(nèi)的布置結(jié)構(gòu)，改善換熱管導(dǎo)流性能，減少噴淋液在管長方向上的分布不均，提升換熱效率。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種降膜換熱管，包括管體，所述管體的外表面沿周向開有若干凹槽，所述若干凹槽沿管體的長度方向均勻分布，所述管體的內(nèi)表面設(shè)有螺紋。

所述管體截面的上半部分呈半圓形、下半部分呈半橢圓形。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種降膜換熱管在換熱器內(nèi)的布置結(jié)構(gòu)，若干管體設(shè)置于布液器的下方，最上部的管體的凹槽位于布液器相鄰噴淋口之間，相鄰管體之間的凹槽交錯(cuò)布置。

最下部的管體的凹槽位于最上部管體的相鄰兩凹槽之間。

所述最上部的管體的凹槽位于布液器相鄰噴淋口的正中間位置。

有益效果

在本實(shí)用新型中，使用內(nèi)表面開有螺紋、外表面開有凹槽的換熱管來代替內(nèi)外表面光滑的傳統(tǒng)換熱管。流體在螺紋管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，內(nèi)表面螺旋形的凸起使過渡區(qū)的層流介質(zhì)產(chǎn)生周期性的擾動(dòng)，引起邊界層中流體質(zhì)點(diǎn)的擾動(dòng)，變成紊亂的湍流狀態(tài)。當(dāng)流體經(jīng)過下一個(gè)凸起部位時(shí)有產(chǎn)生新的渦流，且該渦流流動(dòng)方向始終垂直于層流介質(zhì)的流動(dòng)方向，這就使得過渡區(qū)的流動(dòng)狀態(tài)得以改變，熱阻變小，傳熱速率提高。

另一方面，當(dāng)流體流經(jīng)管外壁時(shí)，受管外壁上凹槽的引導(dǎo)，可利于導(dǎo)流，減少匯流液偏流，從而防止下層換熱部分無噴淋液浸潤，而部分噴淋液膜過厚，進(jìn)而節(jié)約噴淋液，穩(wěn)定換熱效果。并且，外凹槽使得換熱管的換熱面積增加，可以提高總傳熱系數(shù)。

此外，由于半橢圓換熱管在降膜時(shí)，管外液體在管長方向分布不均勻，液面存在類似于波函數(shù)的波峰凸起的現(xiàn)象，且相鄰兩換熱管所形成的匯流波峰有交錯(cuò)現(xiàn)象，所以本實(shí)用新型中相鄰兩根換熱管的凹槽交錯(cuò)布置，使噴淋液可以被充分利用。

本實(shí)用新型改善了換熱管的導(dǎo)流性能，降低了流體繞流阻力，使流體成膜更薄，排液速度更快，增大單位截面內(nèi)的換熱面積，提升換熱效率。

附圖說明