[實用新型]一種螺旋扁管管型折流桿換熱器結構

有效

• 申請號: 201920082451.2
• 申請日: 2019-01-17
• 公開（公告）號: CN209588766U
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 王斯民;孫利娟;文鍵;王家瑞;簡冠平;葉樹沛
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F28D7/02
• 分類號: F28D7/02;F28F1/02;F28F9/24
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

一種螺旋扁管管型折流桿換熱器結構，包括殼體，殼體內部設有螺旋扁管換熱管束和折流柵，折流柵由折流桿和折流圈組成，折流柵沿螺旋扁管換熱管束管間排布，螺旋扁管換熱管束使得流體進行旋轉和周期性分流以及混合，流體得到強擾動，從而強化換熱，本實用新型提高了換熱器殼程換熱系數和綜合性能。

技術領域

本實用新型涉及折流桿換熱器技術領域，具體涉及一種螺旋扁管管型折流桿換熱器結構。

背景技術

折流桿換熱器屬于一種縱流式管殼式換熱器，主要是為了克服折流板換熱器中流體橫向沖刷管束誘發振動而實用新型出來的。用折流柵代替折流板支撐管束并擾動流體，流體在殼程沿著管束縱向流動，具有防止管束振動、降低殼程壓降、減少流動死區和防止污垢沉積和腐蝕等優點。核心部件是折流柵，由折流桿和折流圈組成，折流桿相互平行，焊接在折流圈上，組成一個折流柵。兩個相鄰折流柵的折流桿相互垂直，實現對管束的支撐和固定。每隔一排換熱管布置一根折流桿，稱為單排管間布桿，兩個折流柵即可實現對換熱管四個方向的支撐和固定；每隔兩排換熱管布置一根折流桿，稱為雙排管間布桿，需要四個折流柵才能實現對換熱管四個方向的支撐和固定。工業應用上，雙排管間布桿形式較多，現傳統的折流桿換熱器使用的換熱管形式大多是圓管。

研究發現折流桿換熱器殼程流體縱向流動時主要靠折流柵對流體起到擾動作用，流體流經折流柵時，流通截面形狀變化，流體分離后會合，流動方向劇烈變化，湍動流動旺盛，增強換熱。但是在雷諾數較低時，流體流動速度低，流經折流柵時，流體在折流柵的迎流面進行爬流，背流面流場湍動略有增強，整體來說，導致折流桿換熱器在低雷諾數條件下存在擾動不足，換熱系數低的缺點。這些缺點縮小了折流桿換熱器適用的工況范圍，限制了折流桿換熱器的推廣和應用。

發明內容

為了克服上述技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種螺旋扁管管型折流桿換熱器結構，提高了換熱器殼程換熱系數和綜合性能。

為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案為：

一種螺旋扁管管型折流桿換熱器結構，包括殼體1，殼體1內部設有螺旋扁管換熱管束2和折流柵3，折流柵3由折流桿4和折流圈5組成，折流柵3沿螺旋扁管換熱管束2管間排布，螺旋扁管換熱管束(2)的螺旋扁管截面長軸為a，截面短軸為b，a>b，螺距為s。

所述的螺旋扁管換熱管束2使得流體進行旋轉和周期性分流以及混合，流體得到強擾動，從而強化換熱。

所述的螺旋扁管換熱管束2的螺旋扁管截面長軸a和截面短軸b，之比a/b≥1.2，螺距s為150～2850mm。

本實用新型的有益效果為：

1、流動和傳熱方面：傳統的圓管折流桿換熱器中，除去折流柵對流體的擾動，流體縱向流動，換熱管對流體的擾動作用幾乎為零，因此在低雷諾數下，折流柵對流體的擾動作用低時，流體的換熱效果差。而本實用新型的螺旋扁管折流桿換熱器，在無折流柵區，螺旋扁管管束的彎曲扭轉表面能夠使得流體進行旋轉和周期性分流、混合，流體得到強擾動，從而強化換熱。而且螺旋扁管還是屬于光滑表面，與低翅片管相比，增強相同的換熱效果所引起的壓降損失較低。也就是螺旋扁管的表面結構能夠在壓降損失的代價合理的情況下，增強換熱。

2、工業上來說，螺旋扁管的剛度和硬度等條件滿足廣泛的工況條件，可應用于幾乎所有管殼式換熱器中。螺旋扁管的加工和制造技術已經成熟，價格適中。因此，螺旋扁管可代替傳統圓管直接替換到折流桿換熱器中。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為本實用新型螺旋扁管換熱管的結構示意圖。

圖3為本實用新型單根螺旋扁管換熱管的結構參數對單位壓降下的換熱系數h/ΔP的影響。

圖4為本實用新型實施例相較于傳統的圓管折流桿換熱器在各工況下的PEC準則數。