[發明專利]強化傳熱管

在審

• 申請號: 201810144916.2
• 申請日: 2015-10-13
• 公開（公告）號: CN108469199A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 洪宇翔
• 申請（專利權）人: 麗水學院
• 主分類號: F28F1/40
• 分類號: F28F1/40
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司 33214
• 代理人: 王鵬舉

本發明涉及換熱器強化傳熱技術領域，強化傳熱管，包括管體，以及設置在管體內部的扭帶；所述扭帶是金屬條的一端固定，另一自由端繞其中心線旋轉一定的角度跟長度；管體內部的扭帶沿管體軸向以180°或360°為旋轉周期布局，每個周期內形成一個扭帶單元，同根扭帶上相鄰兩個扭帶單元之間的交叉角度為30°~90°。該一種內置扭帶的復合強化傳熱管的管體內部扭帶在管中心區域與管壁區域形成大的縱向渦，縱向渦具有低阻高效的特點，從而可實施管內跨距的高強度流體置換，從而達到流場均化，提高近壁處溫度梯度，增加管壁傳熱速率的效果。

本發明專利申請一件分案申請，原發明專利申請案的申請日是2015-10-13，申請號為“2015106576902”，以及發明創造名稱是《一種內置扭帶的復合強化傳熱管》。

技術領域

本發明涉及換熱器強化傳熱技術領域，尤其涉及一種內置扭帶的復合強化傳熱管。

背景技術

自20世紀70年代石油危機以來，傳熱強化技術普遍應用于各行各業用于節能減排，如動力、冶金、石油、化工等傳統主體工業領域以及航空、電子、核能等高新技術工業領域。由于工業生產和科學技術發展的需要，傳熱強化技術在近幾十年受到廣泛的重視和長足的發展。傳熱強化技術按其是否需要外功，分為主動強化與被動強化兩種類型，其中被動強化技術由于不需要外功，操作方式簡單，可靠性強而更為廣泛應用，在眾多被動強化技術中，管內插入扭帶是一種實用的強化傳熱技術，由于結構簡單、性能穩定、易于裝拆和維修等優點，可用于現有換熱器的技術改造及余熱回收強化，也可以用于太陽能熱水器、反應器、核冷卻器、新能源等眾多領域，有廣泛的應用前景。但是，現有光滑管內插入扭帶大多都是采用單一長扭帶，扭帶的結構單一，對于層流工況是極為有效的，但是對于湍流工況（Re>10000），單位流阻功耗下，傳熱速率提升幅度有限，傳熱綜合性能常常低于1，特別是大的雷諾數下，傳熱綜合性能更低。

隨著強化傳熱技術的發展，近些年來，國外強化傳熱的著名學者Arthur E.Bergles提出了第四代強化傳熱技術，即兩種及兩種以上強化傳熱技術的復合，即復合強化傳熱技術。相對于單一的強化傳熱技術，如粗糙肋面強化管（包括橫紋管、縮放管、螺旋槽管、波紋管等）或單一扭帶，復合強化傳熱技術能夠發揮兩種技術的優勢，疊加傳熱速率，通過合理設計，能夠在合理壓降范圍內獲得比單一強化元件更好的傳熱綜合性能。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種內置扭帶的復合強化傳熱管，該一種內置扭帶的復合強化傳熱管的管體內部扭帶在管中心區域與管壁區域形成大的縱向渦，縱向渦具有低阻高效的特點，從而可實施管內跨距的高強度流體置換，從而達到流場均化，提高近壁處溫度梯度，增加管壁傳熱速率的效果。

為了實現上述的目的，本發明采用了以下的技術方案：

一種內置扭帶的復合強化傳熱管，包括管體，以及設置在管體內部的扭帶；所述扭帶是金屬條的一端固定，另一自由端繞其中心線旋轉一定的角度跟長度；管體內部的扭帶沿管體軸向以180°或360°為旋轉周期布局，每個周期內形成一個扭帶單元，同根扭帶上相鄰兩個扭帶單元之間的交叉角度為30°~90°。

作為優選，扭帶的扭率y=1.5~1.0，扭率y的定義為扭帶旋轉180°的半節距P與扭帶寬度W之比值。

作為優選，所述扭帶上設置有開孔或擾流物；所述擾流物可以為翼片、鋸齒、圓柱狀擾流物、圓球狀擾流物或釘狀擾流物。

作為優選，所述管體的外徑在20mm以下時，管體內部設有單根扭帶。

作為優選，所述管體的外徑在20~50mm之間時，管體內部設有雙重扭帶；雙重扭帶反向相旋，即一根扭帶的旋轉方向為順時針旋轉，另一根扭帶的旋轉方向為逆時針旋轉。