CN103727825B - 一种难熔金属热交换管 - Google Patents
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Abstract
一种难熔金属热交换管，包括难熔金属泡沫，难熔金属管，以及用于夹持的连接管。难熔金属泡沫填充在难熔金属管的管体内，具有开孔结构，孔壁与管壁相连。难熔金属泡沫是以碳泡沫为基底，表面附着有难熔金属的薄膜，内部呈现出三维网络结构，具有大的表面积，方便填充固、液、气态的多种物质。难熔金属管具有一层很薄的管壁，厚度为0.1～0.3cm。连接管是一种机加工的不锈钢接头套管，通过冶金结合于难熔金属管的外围。所述的难熔金属为W、Nb、Ta、Re等难熔金属。该热交换管利用难熔金属泡沫的大的表面积增大管内的液体气体流与管壁以及管壁与外部的接触面积，增加其热交换效率，能量转换效率高。同时，该热交换管结构简单，质量轻，具有很好的韧性、刚度和高温强度，方便制造和使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种热交换管，特别是涉及一种难熔金属热交换管。
背景技术
机器在运行过程中部分零部件会产生大量的热量，为了避免热量积累过多使得这些零部件因温度过高而损坏，机器中一般会配置有冷却液循环系统，确保这些零部件所产生的热量能够及时排出，热交换管作为冷却液的循环通道，是用于冷却液循环系统的主要元器件之一，冷却液循环系统工作时冷却液(水或其他液体)吸收大量热量后成为高温高热液体，该高温高热液体沿着由热交换管组成的循环通道流动并不断向外部释放热量，该高温高热液体经过足够长的热交换管后温度大幅度降低，温度降低后的冷却液经过零部件后重新吸收热量并继续流通，如此循环。此外，热交换管除了能够作为如上面所述的冷却液循环系统的循环通道外，还能够作为加热系统的热介质循环通道，通过管内的热介质对管外的水体等进行加热。
无论是应用于冷却、散热方面，还是应用于加热方面，热交换器的工作原理都是相同的，热量在管内和管外之间进行传输。影响热交换管效率的主要因素包括热交换管的制作材料、接触面积大小以及管内液体的流动方式等，在制作材料确定的前提下，后两者便成为了影响热交换效率的决定因素。传统的热交换管都是空心的直管，其热交换效率低下，为了克服此缺点，人们对热交换管的结构进行了不同的改进。
公开号为101532795的中国发明专利涉及一种金属热交换管，它具有在管外侧呈螺旋形绕行的、整体成形且连续成形的撑筋，其撑筋基底基本从管壁径向伸出，还具有在相应两相邻撑筋之间的初始槽，其中在初始槽的槽底区域设置至少一凹陷的次级槽，次级槽相对于初始槽通过由相邻撑筋基底的材料形成的一对彼此相对的材料突出部限定，该材料突出部沿初始槽连续延伸，次级槽的横截面在规定的间隔下改变，不影响撑筋的形状，并在相对的材料突出部之间形成间隔，其中其间隔以规定的间隔改变，由此局部形成空化区域。本发明提供的热交换管能在管侧的热传导和压力降恒定下用于在管外侧汽化液体，效率较高。
公开号为102654373A的中国发明专利涉及一种改进的热交换管，包括管体，管体内设有多个流道回路，管体的端部设有将流道回路接通的连接体，每个流道回路外表面均匀分布有多个凹位，每个凹位向流道回路内部凹陷形成凹槽，流道回路外表面覆有超导层。本发明的优点是：热交换管体内设置数个流道回路，通过连接体可增加流通次数和增大流体进行热交换的换热面积，凹位能够增大管内的液体气体流与管壁以及管壁与外部的接触面积，增加 其热交换效率，实现能量转换，效率高。
发明内容
本发明旨在克服传统热交换管效率低下的问题，提供一种结构简单、换热效率高的难熔金属热交换管。
本发明采用的技术方案是：一种难熔金属热交换管，包括难熔金属泡沫，难熔金属管，以及用于夹持的连接管。难熔金属泡沫填充在难熔金属管的管体内，形成泡沫冷却通道，液、气体通过泡沫通道时，能使得液体、气体流的紊流加剧，与难熔金属泡沫的接触面积大幅度提高，热交换过程更加迅速，压降低，允许通过的热流量是传统空心热交换器的3～7倍。
所述的难熔金属泡沫是以碳泡沫为基底，表面附着有难熔金属的薄膜。该难熔金属泡沫具有开孔结构，孔壁与难熔金属管壁相连，内部呈现出三维网络结构，具有大的表面积，方便填充固、液、气态的多种物质。
所述的难熔金属管具有一层很薄的管壁，厚度为0.1～0.3cm，具有很好的韧性和高温强度。
所述的连接管是一种机加工的不锈钢接头套管，通过冶金结合于难熔金属管的外围，用于冷却后的液体导出。
所述的难熔金属为W、Nb、Ta、Re等难熔金属。
本发明的优点是：①热交换管内填充难熔金属泡沫，形成泡沫冷却通道，质量轻，具有大的表面积；②管内泡沫具有开孔结构，孔壁与管壁相连，增大管内的液体、气体流与管壁以及管壁与外部的接触面积，增加其热交换效率，能量转换效率高；③该热交换管结构简单，质量轻，具有很好的韧性、刚度和高温强度，方便制造和使用。
附图说明
图示为一种难熔金属热交换管的示意图。
图示中10为难熔金属管；20为难熔金属泡沫；30为连接管。
具体实施方式
下面结合具体实施例，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。
实施例1
一种难熔金属热交换管，包括铼泡沫，铼金属管，以及用于夹持的连接管。铼泡沫具有 开孔结构，填充在铼金属管的管体内，孔壁与管壁相连；铼金属管的管壁厚度为0.2cm，两端通过CVD沉积Nb与机加工的连接管相连。
实施例2
一种难熔金属热交换管，包括钨泡沫，钨金属管，以及用于夹持的连接管。钨泡沫具有开孔结构，填充在铼金属管的管体内，孔壁与管壁相连；铼金属管的管壁厚度为0.3cm，两端通过CVD沉积Ni与机加工的连接管相连。
上述仅为本发明两个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (1)
1.一种难熔金属热交换管，包括难熔金属泡沫，难熔金属管，以及用于夹持的连接管，其特征在于所述的难熔金属泡沫填充在难熔金属管的管体内，该难熔金属泡沫是以碳泡沫为基底，表面附着有难熔金属的薄膜，具有开孔结构，孔壁与难熔金属管壁相连，内部呈现出三维网络结构；所述的难熔金属管具有一层很薄的管壁，厚度为0.1～0.3cm；所述的连接管是一种机加工的不锈钢接头套管，通过冶金结合于难熔金属管的外围；所述的难熔金属为W、Nb、Ta、Re。
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