[發(fā)明專利]一種擾流桿與三角形渦發(fā)生器組合的H型翅片管

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810309923.3
• 申請(qǐng)日: 2018-04-09
• 公開（公告）號(hào): CN108362156A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉繼平;邢張夢(mèng);劉明;馬其然;嚴(yán)俊杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): F28F1/30
• 分類號(hào): F28F1/30;F28F9/24
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會(huì)俠

本發(fā)明公開了一種擾流桿與三角形渦發(fā)生器組合的H型翅片管，包括基管及套裝在基管上的若干組平行設(shè)置的H型翅片組，所述H型翅片組由兩片翅片組成；每組H型翅片組位于基管兩旁的兩片翅片迎風(fēng)側(cè)對(duì)稱布置數(shù)對(duì)擾流桿，背風(fēng)側(cè)對(duì)稱布置一對(duì)三角形渦發(fā)生器，基管兩旁迎風(fēng)側(cè)翅片由擾流桿軸向貫穿；三角形渦發(fā)生器來流方向夾角為30°?40°；當(dāng)煙氣流過翅片時(shí)，擾流桿和三角形渦發(fā)生器誘導(dǎo)產(chǎn)生二次流，對(duì)流體產(chǎn)生擾動(dòng)從而達(dá)到強(qiáng)化換熱的目的。由于擾流桿擾動(dòng)氣流、阻止邊界層發(fā)展降低壓降損失減少煙氣中的顆粒在換熱表面沉積，利于換熱器長(zhǎng)時(shí)間高效運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種H型翅片管，具體涉及一種擾流桿與三角形渦發(fā)生器組合的H型翅片管，適用于石油、化工、冶金、電力、能源等行業(yè)各種類型的換熱和加熱設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，能源供應(yīng)緊張問題日益突出，節(jié)能、減排、降耗已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的必然要求。換熱器作為動(dòng)力、石油、化工、制冷、冶金乃至航空、火箭等工業(yè)過程的重要組成部分，它的安全高效運(yùn)行意義重大。在各種換熱設(shè)備中，通過翅片增加換熱面積是常見的強(qiáng)化傳熱方式。

進(jìn)入低溫省煤器的煙氣往往攜帶了一定量的飛灰，而煙氣在H型翅片管束外流動(dòng)時(shí)會(huì)在背風(fēng)側(cè)產(chǎn)生氣流分離和回流，該區(qū)域稱為渦流滯止區(qū)。而渦流滯止區(qū)每?jī)蓪?duì)翅片間的局部空間幾乎沒有氣體擾動(dòng)，該局部空間的氣體流動(dòng)近似于平面流動(dòng)，灰顆粒難以在不同翅片間流動(dòng)，因此易形成積灰。

在換熱器熱阻大的一側(cè)合理布置翅片增大換熱面積，減小熱阻，是換熱器強(qiáng)化換熱的方式之一，H型翅片管就是典型的例子。通過H型翅片管的優(yōu)化強(qiáng)化換熱、減小流阻、減輕積灰磨損對(duì)換熱器的安全高效運(yùn)行具有重要意義。

通過對(duì)H型翅片管的結(jié)構(gòu)分析，我們發(fā)現(xiàn)含灰氣流在經(jīng)過H型翅片管時(shí)，，進(jìn)一步加劇了積灰的形成。因此，通過采取必要的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，減小渦流滯止區(qū)面積從而減少積灰，是一種行之有效的方法，本專利就是在這樣的情況下提出的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種擾流桿與三角形渦發(fā)生器組合的H型翅片管，其不僅改善速度和溫度梯度的協(xié)同性，使整個(gè)翅片管的換熱效率良好，優(yōu)異的耐磨性能同時(shí)有效減少積灰避免煙氣流動(dòng)通道堵塞。并且有效控制經(jīng)濟(jì)成本。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下方案：

一種擾流桿與三角形渦發(fā)生器組合的H型翅片管，包括基管1及套裝在基管1上的若干組平行設(shè)置的H型翅片組2，所述H型翅片組2由兩片翅片組成；每組H型翅片組2位于基管1兩旁的兩片翅片迎風(fēng)側(cè)對(duì)稱布置數(shù)對(duì)擾流桿3，背風(fēng)側(cè)對(duì)稱布置一對(duì)三角形渦發(fā)生器4，基管1兩旁迎風(fēng)側(cè)翅片由擾流桿3軸向貫穿。

所述三角形渦發(fā)生器4弦高比范圍為1.5-2.5，與來流方向夾角為30°-40°。

所數(shù)擾流桿3不超過3對(duì)，對(duì)稱布置在迎風(fēng)側(cè)兩側(cè)。

所述翅片與基管1通過焊接相連。每片翅片內(nèi)側(cè)有和基管1外壁吻合的凹槽。

所述基管1為圓形或橢圓形。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)勢(shì)：

翅片關(guān)于基管對(duì)稱布置，包括基管、翅片、擾流桿和三角形渦發(fā)生器。H型翅片管的主要損耗是煙氣流中的顆粒對(duì)其磨削和沖擊作用。當(dāng)翅片前后間隙比不同時(shí)使得流過的煙氣有均流作用，提高磨損壽命。煙氣流過時(shí)方向不改變，由擾流桿縱向貫穿的翅片可以改變氣流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，加劇擾動(dòng)，減少滯熱層厚度，在一定程度上達(dá)到強(qiáng)化傳熱的目的。布置三角形渦發(fā)生器可提高煙氣吹掃其間的積灰程度。當(dāng)把煙氣設(shè)定到一定流速可以起到自行吹灰的目的。磨損與積灰問題的解決可以保證設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，減少維護(hù)成本。另外翅片由擾流桿軸向貫通利于對(duì)齊，定位準(zhǔn)確，方便安裝。可根據(jù)實(shí)際情況需要自由組合不同長(zhǎng)度的H型翅片管。