CN102135388A - 三角形曲面涡产生器式圆管管翅换热器 - Google Patents

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王良璧
宋克伟
王良成
武祥
董元信
张永恒
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Abstract

本发明提供一种三角形曲面涡产生器式圆管管翅换热器，包括沿着气体流动方向排列的圆管和套在圆管上的翅片，所述翅片上设有套装圆管的孔，每个孔后部冲压出一对圆弧状三角形曲面涡产生器,同时在翅片上留下一对圆弧状三角小孔，曲面涡产生器与翅片相连的底边与圆孔位于同心圆上。在圆管中线下游两侧冲压的三角形曲面涡产生器使得部分流体经圆管与涡产生器之间形成一流体通道到达圆管尾部区域，抑制了圆管后侧流体分离，使得圆管后尾流区域减小，改善了翅片与尾流区域相接面上的换热性能，且减小了尾流区域的流动阻力损失。涡产生器和凸台冲压在同一个方向，冲压模具制造比较简单。

Description

三角形曲面涡产生器式圆管管翅换热器
技术领域
本发明涉及换热器技术领域，具体说是一种三角形曲面涡产生器式圆管管翅换热器。
背景技术
圆管管翅换热器广泛用于各行各业。其运行费用的高低取决于圆管管翅换热器的传热性能。换热器的传热性能通常不仅包含换热能力，而且包含运行费用的大小，后者通常用流体流经换热器的阻力损失指示。为了满足节能减排的要求，圆管管翅换热器的强化传热非常重要。在管外侧安装翅片以增加换热面积减小热阻，但受到经济性和翅片效率的限制使得翅片的面积不能无限的增加。要进一步提高圆管管翅换热器传热性能，把翅片表面做成各种各样的结构。其中引入二次流的措施被称为第三代强化传热技术。在翅片表面冲压出的涡产生器在主流中可造成二次流动，能有效地强化翅片表面的换热性能。
圆管管翅换热器的机械加工性能比扁管翅换热器好，制造能耗小。但是流体流经圆管的流线性比流经扁管的流线性差，流经圆管尾流区域时阻力损失较大，且翅片表面换热能力较差的区域是在与圆管尾流区域相接触的区域。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了进一步提高圆管管翅片型的换热性能，同时减小流动阻力损失，提供一种能增强换热性能的三角形曲面涡产生器式圆管管翅换热器。
本发明采用下述技术方案解决其技术问题：提供一种三角形曲面涡产生器式圆管管翅换热器，包括沿着气体流动方向排列的圆管和套在圆管上的翅片，所述翅片上设有套装圆管的孔，每个孔后部冲压出一对圆弧状三角形曲面涡产生器, 同时在翅片上留下一对圆弧状三角小孔，曲面涡产生器与翅片相连的底边与圆孔位于同心圆上。
所述涡产生器与圆管的纵向中心线上下对称分布，涡产生器底边中点位于以孔为圆心的圆弧上，且圆弧的半径与孔的半径之比为r 1/r=1.15~1.35，圆弧角的范围为θ=50°~60°，所述涡产生器底边起始点与孔中心的连线和来流方向的角β=90°~115° 。
所述三角形曲面涡产生器与底边垂直的边位于前端，且垂直于翅片。
所述曲面涡产生器与底边垂直的边的高度为翅片间距的0.6~0.95倍。
所述翅片上孔的边缘设有翻边凸台，翻边凸台的高度等于翅片的间距。
本发明在圆管中线下游两侧冲压的三角形曲面涡产生器使得部分流体经圆管与涡产生器之间形成一流体通道到达圆管尾部区域，抑制了圆管后侧流体分离，使得圆管后尾流区域减小，改善了翅片与尾流区域相接面上的换热性能，且减小了尾流区域的流动阻力损失。涡产生器和凸台冲压在同一个方向，冲压模具制造比较简单。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为翅片结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明：
一种三角形曲面涡产生器式圆管管翅换热器包括沿着气体流动方向排列的圆管3和套在圆管3上的翅片4，圆管3可以是叉排或顺排排列方式。翅片4上开有套装圆管3的孔6，每个孔6后部冲压出一对三角形曲面涡产生器1，并在翅片4上留下一对三角形小孔5，曲面涡产生器1与圆管3的纵向中心线上下对称分布。曲面涡产生器1与翅片4相连的底边与圆孔位于同心圆上，曲面涡产生器1与底边垂直的边位于前端，高度为翅片4间距的0.6~0.95倍，且垂直于翅片4。曲面涡产生器1底边中点位于以孔6为圆心的圆弧上，且圆弧的半径r 1与孔6的半径r之比为r 1/r=1.15~1.35，圆弧角的范围为θ=50°~60°，曲面涡产生器1底边起始点与孔6中心的连线和来流方向的角β=90°~115°。翅片4上孔6的边缘冲出翻边凸台2，翻边凸台2的高度等于翅片4的间距，翻边凸台2起到翅片4定位的作用，圆管3与翅片4间胀接时，翻边凸台2可以紧密的和圆管3连接在一起，提高圆管3与翅片4的胀紧性。
本发明在翅片4冲压成型后，将翅片4套装在圆管3上，翅片4间通过翻边凸台2定位，通过胀管、管内试压等一系列常规工艺制作涡产生器式圆管管翅换热器。

Claims (5)

1.一种三角形曲面涡产生器式圆管管翅换热器，包括沿着气体流动方向排列的圆管(3)和套在圆管（3）上的翅片(4)，其特征在于所述翅片（4）上设有套装圆管（3）的孔（6），每个孔（6）后部冲压出一对圆弧状三角形曲面涡产生器（1）, 同时在翅片上留下一对圆弧状三角小孔（5），曲面涡产生器（1）与翅片（4）相连的底边与圆孔位于同心圆上。
2.根据权利要求1所述的三角形曲面涡产生器式圆管管翅换热器，其特征在于所述涡产生器（1）与圆管（3）的纵向中心线上下对称分布，涡产生器底边中点位于以孔（6）为圆心的圆弧上，且圆弧的半径与孔（6）的半径之比为r 1/r=1.15~1.35，圆弧角的范围为θ=50°~60°，所述涡产生器（1）底边起始点与孔（6）中心的连线和来流方向的角β=90°~115° 。
3.根据权利要求1所述的三角形曲面涡产生器式圆管管翅换热器，其特征在于所述三角形曲面涡产生器（1)）与底边垂直的边位于前端，且垂直于翅片（4）。
4.根据权利要求3所述的组合式曲面涡产生器式圆管管翅换热器，其特征在于所述曲面涡产生器(1) 与底边垂直的边的高度为翅片（4）间距的0.6~0.95倍。
5.根据权利要求1所述的三角形曲面涡产生器式圆管管翅换热器，其特征在于所述翅片（4）上孔（6）的边缘设有翻边凸台（2），翻边凸台（2）的高度等于翅片（4）的间距。
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