CN103047891A - 网状外表面的降膜蒸发管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网状外表面的降膜蒸发管，它包括带有中心管腔的管体、以及设在该管体内的空腔，所述管体的外表面设有与所述空腔相连通的多个小孔，在所述管体的外表面还设置有网格状的微槽道。本发明的降膜蒸发换热管在工作时，其上的液体分布非常均匀，具有换热面积大、换热效果好的优点。

Description

网状外表面的降膜蒸发管

技术领域

本发明涉及一种降膜蒸发换热管，尤其是一种具有网状外表面的降膜蒸发管。

背景技术

降膜蒸发器是许多工业生产过程中的重要设备，例如，中央空调系统冷水机组中的降膜蒸发器。降膜蒸发器性能的优劣在很大程度上取决于换热管的换热性能高低。

换热管具有带内腔的管体，通常管体内壁表面光滑，或者内壁表面沿管体轴向设有呈螺旋状分布的槽道，用以提高换热管内热流体的换热系数。管体外表面为光滑表面或者具有特殊结构的表面。所述特殊结构是：管体外表面密布小孔，这些小孔与下面的空腔相通联，空腔设在管体内部并沿管体轴向呈螺旋状分布。

在降膜蒸发器工作过程中，降膜蒸发器内设置的喷淋装置将液体从换热管束上方或周边喷淋到换热管上，在换热管外表面形成液膜。热流体从换热管的中心管腔流过，流动时与管外液体进行热交换，管外液体受热后发生蒸发、沸腾现象产生蒸汽，带走管内流体的能量。在降膜蒸发器中，往往多根换热管排列成水平管束，部分喷淋的液体被管束上部的换热管加热成蒸汽，来不及蒸发的液体向下流动，流到下面的管子表面被加热，其中部分液体继续形成蒸汽；剩余液体继续向下流动，依然被下面的管子加热和部分液体形成蒸汽。这种现象延续，直到管束的最下面一排换热管。

但是上述降膜蒸发器存在以下问题：降膜蒸发器的布液器上的喷液口是分散布置的，因而所喷淋的液体也是分散的，换热管表面的液体分布是不均匀的。由于换热管外表面为光滑、并带有小孔的平整表面，在液体喷淋到的地方，大部分液体会通过小孔直接流入管体内的空腔中，而不能够迅速沿管体轴向流动分散开来，造成换热管表面的液体分布的不均匀。流入空腔的部分液体不能及时全部蒸发成气体，部分液体会滴落到下面的管排。滴落到下一级换热管的液体又会重覆上述现象，在没有沿轴向湿润扩散之前，又会继续沿管子周向向下一级换热管滴落。于是，造成液体在换热管表面分布不均匀以及下面的部分空腔内的液体过盈，使换热表面液膜变厚，降低了换热效果，而部分表面以及下面空腔内缺乏液体，甚至出现干涸，不能进行热交换。根据传热学理论，蒸发现象中传热热阻大小主要取决于液膜厚度。液膜越薄，热阻越小，换热效果越好。因而，降膜蒸发换热管表面的液体能否分布均匀，对换热管的换热效果影响极大，成为提高降膜换热管换热效果的关键。

发明内容

本发明目的是：针对传动降膜蒸发换热管的不足，提供一种换热面积更大、液体分布更为均匀的网状外表面的降膜蒸发管。

本发明的技术方案是：一种网状外表面的降膜蒸发管，包括带有中心管腔的管体、以及设在该管体内的空腔，所述管体的外表面设有与所述空腔相连通的多个小孔，在所述管体的外表面还设置有网格状的微槽道。

作为优选，所述微槽道的每个网格单元均呈四边形。进一步优选，微槽道的每个网格单元均呈正方形。

作为优选，所述微槽道的网格单元的密度为17~100个每平方厘米。

作为优选，所述微槽道的深度为0.1~0.3mm。

作为优选，所述空腔在所述管体内沿管体轴向呈螺旋状分布。进一步优选，空腔的高度为0.4~0.7mm，宽度为0.3~0.6mm。

作为优选，所述小孔的孔径为0.1~0.3mm。

作为优选，所述小孔的孔口设置在所述微槽道的槽底处。

作为优选，所述管体的内表面设有10~60条螺旋形的槽道，槽道的深度为0.1~0.5mm。

本发明的优点是：本发明的降膜蒸发换热管在工作时，喷淋到换热管管体上的液体，部分通过表面的小孔流入空腔中，还有一部分液体会通过微槽道沿轴向流动，迅速湿润没有被喷淋到液体的管体表面，沿程通过小孔流入空腔中，使得没有被液体喷淋到的管体表面以及下面的空腔得到液体的补充，避免了干涸现象的发生。从而减薄部分表面的液膜厚度，湿润干涸表面，均匀换热管表面的液膜厚度，进而提高了降膜换热管的表面蒸发换热系数。

附图说明

图1为本发明实施例的剖视结构示意图；

图2为图1中A处部分放大后的立体结构示意图；

其中：1-管体，2-小孔，3-微槽道，4-空腔，5-槽道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施例：如图1所示，本实施例的降膜蒸发换热管，包括带有中心管腔的管体1，管体两端为光段，光段的作用是：当换热管穿过壳管式换热器的两侧端板后，可与端板紧密固定。所述管体1内设有沿管体轴向呈螺旋状分布的空腔4，其高度为0.4~0.7mm，宽度为0.3~0.6mm（其中，高度是指空腔在图1中上下方向的长度，宽度是空腔在图1中左右方向的长度）。管体1的外表面设有与所述空腔4相连通的多个小孔2。

本实施例中，在所述管体1的外表面还设置有网格状的微槽道3。这样一来，在工作时，喷淋到换热管管体1上的液体，部分液体会通过表面的小孔2流入空腔4中，而有些液体会通过微槽道沿轴向流动，迅速湿润没有被喷淋到液体的管体表面，沿程通过小孔2流入空腔4中。使得没有被液体喷淋到的管体表面以及下面的空腔4得到液体的补充，避免了干涸现象的出现。同时还起到了均匀换热管表面液体分布的作用，从而达到了提高蒸发换热系数的目的。

研究发现，当所述微槽道3的每个网格单元均呈四边形特别是正方形结构、网格单元的密度为17~100个每平方厘米（即每1平面厘米的面积上分布有17~100个网格单元）、微槽道的深度为0.1~0.3mm时，喷淋到管体1上的液体沿微槽道3的流动效果最好，以最快速度湿润没有被喷淋到液体的管体表面。

此外，为了使部分液体能够顺利流入空腔4中，以使空腔得到液体的补充，本例特将各个小孔2孔口设置在所述微槽道3的槽底处，还发现当所述小孔2的孔径为0.1~0.3mm。

另外，本实施例在所述管体1的内表面还设置有10~60条螺旋形的、深度为0.1~0.5mm的槽道5，这些槽道5对管内的流动可以起到破坏边界层的作用，提高了管内的对流换热系数。管内的槽道5和管外的微槽道3共同作用，达到了强化换热的作用。

现将本换热管的制作方法简介如下：首先在普通管体的外表面加工出径向延伸的若干个翅片，然后在翅片顶部通过刀具压下，从而将翅片顶压扁变形形成空腔4，并形成光滑外表面，同时在表面开设小孔2，空腔4只通过该小孔2与外界相连通。

Claims (10)

1.一种网状外表面的降膜蒸发管，包括带有中心管腔的管体（1）、以及设在该管体（1）内的空腔（4），所述管体（1）的外表面设有与所述空腔（4）相连通的多个小孔（2），其特征在于：在所述管体（1）的外表面还设置有网格状的微槽道（3）。

2.根据权利要求1所述的网状外表面的降膜蒸发管，其特征在于：所述微槽道（3）的每个网格单元均呈四边形。

3.根据权利要求2所述的网状外表面的降膜蒸发管，其特征在于：所述微槽道（3）的每个网格单元均呈正方形。

4.根据权利要求3所述的网状外表面的降膜蒸发管，其特征在于：所述微槽道（3）的网格单元的密度为17~100个每平方厘米。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的网状外表面的降膜蒸发管，其特征在于：所述微槽道（3）的深度为0.1~0.3mm。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的网状外表面的降膜蒸发管，其特征在于：所述空腔（4）在所述管体（1）内沿管体轴向呈螺旋状分布。

7.根据权利要求6所述的网状外表面的降膜蒸发管，其特征在于：所述空腔（4）的高度为0.4~0.7mm，宽度为0.3~0.6mm。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的网状外表面的降膜蒸发管，其特征在于：所述小孔（2）的孔径为0.1~0.3mm。

9.根据权利要求1或2或3或4所述的网状外表面的降膜蒸发管，其特征在于：所述小孔（2）的孔口设置在所述微槽道（3）的槽底处。

10.根据权利要求1或2或3或4所述的网状外表面的降膜蒸发管，其特征在于：所述管体（1）的内表面设有10~60条螺旋形的槽道（5），槽道（5）的深度为0.1~0.5mm。

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