[實用新型]燒結型表面多孔帶齒槽螺旋扭曲換熱扁管

有效

• 申請號: 202220442618.3
• 申請日: 2022-03-03
• 公開（公告）號: CN216954171U
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 張建國;薛超;呂志宏;魏金玲
• 申請（專利權）人: 葫蘆島國華能源裝備集團有限公司
• 主分類號: F28F1/02
• 分類號: F28F1/02;F28F1/08;F28F1/12;F28F9/26
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所 13103
• 代理人: 張云和

本實用新型涉及熱交換技術領域，具體是一種燒結型表面多孔帶齒槽螺旋扭曲換熱扁管。包括基管，基管包括依次連接的第一接頭段、第一過渡段、螺旋扭曲換熱段、第二過渡段和第二接頭段，第一接頭段和第二接頭段的橫截面為圓形，螺旋扭曲換熱段的橫截面為扁平狀的圓角矩形，螺旋扭曲換熱段的外表面上沿縱向設置有多個齒槽，螺旋扭曲換熱段和齒槽整體呈扭曲結構，齒槽的外表面上附著有金屬多孔層；本實用新型增加了換熱管的傳熱效率，抗污特性好，不易結焦，提高了換熱管的可靠性。

技術領域

本實用新型涉及熱交換技術領域，具體是一種燒結型表面多孔帶齒槽螺旋扭曲換熱扁管。

背景技術

隨著現代科學技術和工業化生產的發展，節能降耗已經成為各個行業生產部門主要控制指標；石油、化工及冶金工業在國民經濟中占有很大的比重，如何在這些行業中降低能源消耗及投資成本，一直是我們要研究的課題。

管殼式換熱器一直是這些工業中主要且實用的換熱設備，管殼式換熱器內高通量換熱管為最常見的一種換熱管，高通量換熱管壁面以大量孔穴作為汽泡核心發生器，大幅提高了流體沸騰時產生汽泡的速率；一方面，大量汽泡的產生、成長、脫離、攪拌及產生汽泡時流體被抽進多孔層的虹吸作用使流體攪動，加速熱傳遞；另一方面，數量龐大的孔穴增大了換熱的接觸面積，最終提高了換熱管的沸騰傳熱系數，如何提高高通量換熱管的傳熱效率從而降低生產成本，一直是行業內經久不衰的研究方向。

實用新型內容

本實用新型旨在解決上述問題，從而提供一種增大傳熱效率的燒結型表面多孔帶齒槽螺旋扭曲換熱扁管。

本實用新型解決所述問題，采用的技術方案是：

一種燒結型表面多孔帶齒槽螺旋扭曲換熱扁管，包括基管，基管包括依次連接的第一接頭段、第一過渡段、螺旋扭曲換熱段、第二過渡段和第二接頭段，第一接頭段和第二接頭段的橫截面為圓形，螺旋扭曲換熱段的橫截面為扁平狀的圓角矩形，螺旋扭曲換熱段的外表面上沿縱向設置有多個齒槽，螺旋扭曲換熱段和齒槽整體呈螺旋扭曲結構，齒槽的外表面上附著有金屬多孔層。

采用上述技術方案的本實用新型，與現有技術相比，其突出的特點是：

一、流體在螺旋扭曲換熱段流動時由于扭曲的結構會產生縱向旋轉和二次旋流，增加了流體的擾動程度，減薄了傳熱邊界層，增強了流體的混合，使得管壁附近保持較高的溫度梯度，增大了努塞爾數,配合金屬多孔層雙重提高了傳熱系數；二、螺旋扭曲換熱段外部的流體由于離心力的作用而周期性地改速度和方向，強化了流體的縱向混合；三、多個換熱管共同工作時，螺旋扭曲換熱段外部的流體流經相鄰換熱管的齒槽后形成脫離管壁的尾流，增大了流體自身的湍流度，破壞了管壁上的流體邊界層，從而使殼程傳熱得到增強；四、低雷諾數時管內傳熱系數比普通圓管大2-3倍，隨著雷諾數的增大傳熱系數有所減小，最終傳熱系數也可提高50%以上；五、帶齒槽的換熱管與普通光管相比，節省換熱面積20%~50%，節省成本20%~30%；六、螺旋扭曲換熱段內外不存在流動死區，不會產生污堵，而且流體在金屬多孔層的循環量為光管的10-15倍，大量的流體循環對換熱管表面起到了清洗作用，具有比光管更強的抗污特性，不易結焦；七、克服誘導振動，提高了換熱管的可靠性；八、臨界熱負荷高：金屬多孔層的臨界熱負荷比光管高1.5-2.0倍；九、圓形橫截面的第一接頭段和第二接頭段更方便更換。

作為優選，本實用新型更進一步的技術方案是：

第一接頭段和第二接頭段的的外徑為14-45mm、壁厚為2-5mm。

螺旋扭曲換熱段的橫截面寬度為18-56mm、橫截面高度為10-15mm、壁厚為2-5mm。

金屬多孔層的厚度為0.1-0.3mm、孔隙率為30%-70%。

齒槽的深度為1.5mm，齒頂的寬度為0.3mm，相鄰齒槽的槽峰之間的距離為2mm。

基管的內表面為光滑面。