[發明專利]一種組合動態擾流插件

有效

• 申請號: 202011558946.1
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112629309B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 柳林;顧曉奕;曹子勇;張玲;屈松正;奚穎;陳悅;吳政;繆昆;張琳;許偉剛;卜詩
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: F28F9/24
• 分類號: F28F9/24
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 周建武

本發明公開了一種組合動態擾流插件，用于熱交換設備的換熱管內，其特征在于：包括擾流載體環（1）和兩個以上的動態擾流片（2），擾流載體環（1）在使用狀態下用于與換熱管的內表面相配合，動態擾流片（2）設置在擾流載體環（1）上，在使用狀態下動態擾流片（2）可隨換熱管中流動工質的作用而相對擾流載體環（1）擺動。本發明的有益效果是：在流動工質作用下擺動的動態擾流片，在兼顧增強湍流程度、干擾和破壞近壁面流體邊界層的發展、強化換熱管的傳熱性能基礎上，更適用于具有一定濃度的含塵或其它顆粒的流體工質中，通過擺動的動態擾流片有效抑制近壁面的顆粒沉積，甚至由擺動提供的機械外力作用下，已沉積的顆粒物或顆粒層一定程度上可以被破壞清除。

技術領域

本發明涉及一種組合動態擾流插件，用于熱交換設備的換熱管中。

背景技術

強化傳熱技術廣泛應用于熱交換設備中。擾流元件是常用的強化傳熱技術之一，多用于熱交換設備內的換熱管中。它可以干擾流體工質流動形態，增強湍流程度，一定程度上干擾和破壞近壁面流體邊界層的發展，從而削弱傳熱熱阻，增加換熱管的傳熱性能。但是，常規的靜態擾流元件對于流動工質流態的適應性不強，在不匹配的流態下產生的流動阻力可能會過大或者擾流效果不佳。另外，靜態擾流元件通常適用于潔凈流動工質，而在具有一定濃度的含塵或其它顆粒的流體工質條件下，對于干擾和破壞近壁面流體邊界層發展的能力顯著下降，且無法抑制壁面顆粒物的沉積和有效清除，反而由于自身的存在，加速了顆粒物的沉積，甚至導致流道的阻塞，因此存在一定局限性。

發明內容

為解決上述問題，本發明所采取的技術方案是：一種組合動態擾流插件，用于熱交換設備的換熱管中，包括擾流載體環和兩個以上的動態擾流片，擾流載體環在使用狀態下用于與換熱管的內表面相配合，動態擾流片設置在擾流載體環上，在使用狀態下動態擾流片可隨換熱管中流動工質的作用而相對擾流載體環擺動。本發明中動態擾流片在擾流載體環上，熱交換設備的換熱管內工質流動沖刷動態擾流片，使動態擾流片在擾流載體環上擺動，通過擺動的動態擾流片有效抑制近壁面的顆粒沉積，甚至由擺動提供的機械外力作用下，已沉積的顆粒物或顆粒層一定程度上可以被破壞清除，避免顆粒物或者顆粒層在熱交換設備中的換熱管內壁上沉積。

作為本發明的進一步改進，擾流載體環用于與換熱管內表面相貼合的外圓環面上開設有轉動槽，動態擾流片上開設有轉動口，擾流載體環穿過轉動口，轉動口與轉動槽相對應，動態擾流片可在轉動槽處相對擾流載體環擺動。本發明通過在動態擾流片上開設轉動口，便于將動態擾流片安裝于擾流載體環上，在擾流載體環上開設轉動槽，再將動態擾流片安裝在擾流載體環上后，可確保動態擾流片的安裝不會對擾流載體環與換熱管的安裝產生干涉，同時也便于動態擾流片在使用時相對擾流載體環擺動。

作為本發明的進一步改進，動態擾流片包括片基體和切風刃，切風刃的一端與片基體連接，切風刃與片基體連接的一端的厚度與片基體的厚度相同，并且切風刃的厚度由片基體所在的一端朝另一端逐漸減小，轉動口開設在片基體上遠離切風刃的一端處。本發明中動態擾流片的片基體用于安裝在擾流載體環上，由于片基體的厚度較切風刃大，連接強度大，在使用中不易發生形變，切風刃的厚度逐漸減小，減小對換熱管內工質流動的阻力。

作為本發明的進一步改進，轉動口遠離切風刃的一側構成動態擾流片的懸臂，懸臂的一端與片基體固定，另一端與片基體相分離，用于在將片基體套在擾流載體環上后與片基體固定，使轉動口形成封閉的結構。本申請中懸臂一端與片基體分離的結構，可通過扳動懸臂使其彎曲變形而使轉動口形成開口結構，可將擾流載體環伸入在轉動口內，方便將動態擾流片安裝在擾流載體環上，再扳動懸臂，將其自由端與片基體焊接固定即可。