[實用新型]一種結(jié)構改進型H型翅片管

有效

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• 申請日: 2018-11-11
• 公開（公告）號: CN210036388U
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)明（設計）人: 張鈞泰;劉忠秋;張國柱;邱寅晨;劉明
• 申請（專利權）人: 大唐(北京)能源管理有限公司;大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司;中國大唐集團公司
• 主分類號: F28F3/02
• 分類號: F28F3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種結(jié)構改進型H型翅片管，包括一根圓形基管，和沿基管軸向布置的連接在基管外壁的翅片組，翅片組包括兩片左右對稱但沿煙氣流動方向前后不同的矩形翅片，每片翅片通過其靠基管側(cè)內(nèi)側(cè)凹槽與基管外壁連接，兩片翅片位于垂直于基管軸向的同一水平面上，相互之間具有一定間隙，翅片迎風側(cè)左右各有一球凸，背風側(cè)各有一矩形小翼渦發(fā)生器，球凸的存在可以有效降低圧損并防止流動過程中形成大渦湍流，當流體流經(jīng)球凸附近時，流場中的旋渦會被球凸背面的凹坑吸走，防止更大的渦旋形成，可以減小阻力，而當煙氣流過矩形小翼渦發(fā)生器時，流體形成渦旋，產(chǎn)生擾動，邊界層無法持續(xù)發(fā)展，從而達到強化換熱的目的。

技術領域

本實用新型屬于煙氣余熱利用的換熱器技術領域，適用于能源、動力、制冷、化工、冶煉、石油等行業(yè)的換熱設備及加熱設備，具體涉及一種結(jié)構改進型H型翅片管。

背景技術

隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，能源供應緊張問題日益突出，節(jié)能、減排、降耗已成為我國經(jīng)濟和社會發(fā)展的必然要求。換熱器作為動力、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，它的安全高效運行意義重大。在各種換熱設備中，通過翅片增加換熱面積是常見的強化傳熱方式。

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)化強化換熱、減小流阻、減輕積灰磨損對換熱器的安全高效運行具有重要意義。

H型翅片管，亦稱H型鰭片。它將兩片中間有圓弧的鋼片對稱地與光管焊接在一起形成，其正面形狀因像字母“H”而得名。研究和實踐表明H型翅片管可以顯著增加換熱面積，增大煙氣流通截面，降低煙速，減少積灰和磨損。

煙氣往往攜帶了一定量的飛灰，而煙氣在H型翅片管束外流動時會在背風側(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)每兩對翅片間的局部空間幾乎沒有氣體擾動，該局部空間的氣體流動近似于平面流動，灰顆粒難以在不同翅片間流動，因此易形成積灰。

盡管H型翅片管具有良好的抗積灰能力和防磨性能，在含灰氣流下，由于流體本身的粘性作用與逆壓梯度的存在，流動必然發(fā)生分離，并在翅片管背風側(cè)形成渦流滯止區(qū)，從而使含灰氣流中的灰顆粒在背風側(cè)不斷累積，造成局部大量積灰，嚴重影響翅片管傳熱效率和換熱器的安全高效運行。傳統(tǒng)H型翅片具有其固有的弊端，如翅片組外部四角均為直角會增大流動阻力；翅片迎風側(cè)與背風側(cè)間隙比一致、寬高一致使得迎風側(cè)與換熱面積相等會造成傳熱惡化，降低換熱效率；回流現(xiàn)象使得背風側(cè)容易產(chǎn)生積灰，積灰導熱系數(shù)低造成換熱進一步惡化。

通過對H型翅片管的結(jié)構分析，發(fā)現(xiàn)含灰氣流在經(jīng)過H型翅片管時，進一步加劇了積灰的形成。因此，通過采取必要的結(jié)構優(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。

實用新型內(nèi)容

為解決上述工業(yè)實際應用中存在的問題，本實用新型提出一種結(jié)構改進型H型翅片管，以提高H型翅片管的換熱性能，降低其流動阻力，減小流動壓損，并減輕翅片管的積灰與磨損。

為達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種結(jié)構改進型H型翅片管，包括基管和翅片組；翅片組包含一組兩個尺寸完全相同的翅片，翅片內(nèi)側(cè)有和基管外壁吻合的弧形凹槽；具有沿基管軸向布置的連接在基管外壁的多個平行翅片組；基管具有一定的長度，若干平行翅片組沿基管軸向布置的連接在基管外壁；其特征在于：取包含基管軸線且垂直于煙氣流動方向的平面為分界面將翅片分為兩部分，上游為迎風側(cè)，下游為背風側(cè)；翅片表面迎風側(cè)具有一球凸結(jié)構，翅片表面背風側(cè)具有一小翼渦發(fā)生器。

進一步地，翅片的表面形狀可為矩形、平行四邊形、梯形或不規(guī)則四邊形。

進一步地，小翼根部的翅片上加工有貫通槽。