CN104154797B - 圆管管翅式换热器流线型等波幅正/余弦形波纹翅片 - Google Patents

圆管管翅式换热器流线型等波幅正/余弦形波纹翅片 Download PDF

Info

Publication number
CN104154797B
CN104154797B CN201410374002.7A CN201410374002A CN104154797B CN 104154797 B CN104154797 B CN 104154797B CN 201410374002 A CN201410374002 A CN 201410374002A CN 104154797 B CN104154797 B CN 104154797B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cosine
fin
streamlined
wave amplitude
shaped
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410374002.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104154797A (zh
Inventor
宋克伟
王良璧
苏梅
张强
郭鹏
王天鹏
周文和
王烨
张永恒
王小见
刘松
胡万玲
常立民
林志敏
武祥
王良成
张昆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lanzhou Jiaotong University
Original Assignee
Lanzhou Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lanzhou Jiaotong University filed Critical Lanzhou Jiaotong University
Priority to CN201410374002.7A priority Critical patent/CN104154797B/zh
Publication of CN104154797A publication Critical patent/CN104154797A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104154797B publication Critical patent/CN104154797B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

一种圆管管翅式换热器流线型等波幅正/余弦形波纹翅片，在翅片(1)上按照预设流线冲压出横截面形状为流线型等波幅正/余弦形凸波纹(4)和流线型等波幅正/余弦形凹波纹(5)；同一条流线型等波幅正/余弦形凸波纹(4)的波峰连线为预设流线，同一条流线型等波幅正/余弦形凹波纹(5)的波谷连线为预设流线；其预设流线是翅片(1)所对应管翅式换热器翅片侧通道内沿管轴向中心截面上管尾不出现回流的流线。所有波纹的波幅相同，且是翅片间距的0.1‑0.9倍。流线型等波幅正/余弦形凸波纹(4)、流线型等波幅正/余弦形凹波纹(5)的数目依据流函数值确定。圆管排列可以是顺排也可以是叉排。流线型等波幅正/余弦形凸波纹(4)、流线型等波幅正/余弦形凹波纹(5)分别关于圆管孔(2)的纵横中心线对称分布。当流体流经流线型波纹翅片时，部分流体沿着流线型等波幅正/余弦形凸波纹(4)和流线型等波幅正/余弦形凹波纹(5)形成的流线型通道流动，减小了流动阻力，提高了翅片的换热能力。

Description

圆管管翅式换热器流线型等波幅正/余弦形波纹翅片
技术领域
本发明涉及一种圆管管翅式换热器翅片，特别涉及一种圆管管翅式换热器流线型等波幅正/余弦形波纹翅片。
背景技术
圆管管翅式换热器一般在管内流动液体工质，在管外侧流动气体。管翅式换热器空气侧的换热系数比液体工质侧的小得多，因此减小空气侧的热阻对提高换热器整体换热性能是非常重要的。而强化传热型翅片可以通过增加翅片的换热面积和加强空气侧的气流扰动来提高换热器的换热性能。因此，近年来各类形状的强化翅片，比如百叶窗、开缝、横向波纹、涡产生器等强化翅片在换热器中的应用越来越广泛。
管翅式换热器现有的翅片强化传热技术没有明显的改善翅片侧通道流体流动的流线性，使得流体流经圆管时的压力损失较大，从而如何组织翅片侧通道流体的流线性流动非常重要。
发明内容
本发明的思路是通过流线型波纹通道引导部分流体按预设流线流动，达到抑制流体脱体、减小流动压力损失，同时扩展翅片表面积、提高翅片流动与换热综合性能的目的。
为实现以上目的，本发明提出的技术方案是设计一种圆管管翅式换热器流线型等波幅正/余弦形波纹翅片，即在所述翅片上按照预设流线走向从气流入口到出口连续冲压出凸凹相间的流线型正/余弦形凸波纹4和流线型正/余弦形凹波纹5。
所述的流线型翅片1上同一条正/余弦形凸波纹(4)的波峰连线为预设流线；同一条正/余弦形凹波纹(5)的波谷连线为预设流线；波纹区域边界8也是预设流线，且在冲压前翅片中心面O—O上，可依据流函数值确定。
所述的流线型翅片1上所有正/余弦形波纹的波幅相同，为翅片间距的0.1—0.9倍。
所述的流线型翅片1的正/余弦形凸波纹4、正/余弦形凹波纹5的横断面形状为正/余弦型线。其正/余弦形型线的确定方法是先把预设流线9、预设流线10、预设流线11、预设流线12、预设流线13、预设流线14和预设流线15放置在冲压前翅片中心面O—O上，这些预设流线和横截面C—C的交点分别为交点9′、交点10′、交点11′、交点12′、交点13′、交点14′和交点15′，按波幅大小垂直中心面O—O向上移动交点10′，交点12，交点14′分别到点10″，点12″，点14″，向下移动交点11′，交点13′分别到点11″，点13″，最后通过点9′和点10″按π/2周期以正/余弦函数确定点9′到点10″段型线方程，分别通过点10″和点11″，点11″和点12″，点12″和点13″，点13″和点14″，按π周期以正/余弦函数确定各段的型线方程，通过点14″和点15′按π/2周期以正/余弦函数确定点14″到点15′段的型线方程。
所述的流线型翅片1的预设流线是翅片1所对应管翅式换热器翅片侧通道内沿管轴向中心截面上管尾不出现回流的流线。
所述的流线型翅片的正/余弦形凸波纹4、正/余弦形凹波纹5的间距或数目依据波纹区域边界8的函数值确定。
圆管的排列方式可以是顺排也可以是叉排。
所述的流线型翅片1上冲压出的正/余弦形凸波纹4、正/余弦形凹波纹5相间分布并且分别关于圆管孔2的纵、横中心线对称分布。
所述流线型翅片1上冲压出圆环凸台3，且在其顶部冲压出一翻边7，便于翅片穿管和确定片距。
所述流线型翅片1上冲压出圆环凸台3的高度可以变动，用于调节翅片间距，胀管后凸台紧紧地与圆管接触，起到固定翅片减小热阻的作用。
流线型翅片与管子组装后，当流体在流线型翅片间流动时，通过翅片表面流线型正/余弦形凸凹波纹连续不断的引导，流体主要沿着预设流线流动，截面流动速度较均匀，圆管尾部流体的脱体得到了有效的抑制，改善了圆管尾部的换热、减小了流动阻力。同时，翅片表面正/余弦形凸凹波纹增加了翅片表面面积，减小了传热热阻，提高了翅片的换热能力。
附图说明
图1是一种圆管管翅式换热器流线型等波幅正/余弦形波纹翅片。
图2是正/余弦形波纹型线确定方法示意图
图1中标号：1.翅片；2.翅片上圆管孔；3.圆环凸台；4.流线型正/余弦形凸波纹；5.流线型正/余弦形凹波纹；6.正/余弦波纹形状；7.翻边；8.波纹区域边界。
图2中标号：9—15预设流线；点9′—点15′分别是放置在O—O中心面上的预设流线9—15和横截面C—C的交点；点10″—点14″是按波幅大小垂直中心面O—O上下移动点10′—点14′后的对应点。
具体实施方式
参见图1—2,本发明包括翅片1上的圆管孔2、圆环凸台3、冲压出的正/余弦形凸波纹4、正/余弦形凹波纹5。圆环凸台3的高度等于翅片间距，圆环凸台3的顶部往外翻有一圆角7，便于翅片穿管及定位。根据流函数值确定波纹区域边界8后，流线型正/余弦形凸波纹4(实线)与正/余弦形凹波纹5(虚线)依据波纹区域边界8的函数值在波纹区域边界8之间相间分布，且分别关于圆管孔2的纵、横中心线对称分布。流线型正/余弦形凸波纹4与正/余弦形凹波纹5都沿着预设流线走向从气流入口到出口连续分布。流线型正/余弦形凸波纹4与正/余弦形凹波纹5的波幅不变，波幅为翅片间距的0.1-0.9倍。圆管孔2可以采用叉排或顺排方式。流线型正/余弦形凸波纹4与正/余弦形凹波纹5的横断面形状为正/余弦函数。依据先把预设流线9、预设流线10、预设流线11、预设流线12、预设流线13、预设流线14和预设流线15放置在冲压前翅片中心面O—O上，这些预设流线和横截面C—C的交点分别为交点9′、交点10′、交点11′、交点12′、交点13′、交点14′和交点15′，按波幅大小垂直中心面O—O向上移动交点10′，交点12，交点14′分别到点10″，点12″，点14″，向下移动交点11′，交点13′分别到点11″，点13″，最后通过点9′和点10″按π/2周期以正/余弦函数确定点9′到点10″段型线方程，分别通过点10″和点11″，点11″和点12″，点12″和点13″，点13″和点14″，按π周期以正/余弦函数确定各段的型线方程，通过点14″和点15′按π/2周期以正/余弦函数确定点14″到点15′段的型线方程。
本发明在翅片1冲压成型后，将翅片1经圆孔2套装在圆管上，翅片1间通过圆环凸台3定位，通过胀管、管内试压等一系列常规工艺之后就完成了整个管翅式换热器的制作。
流线型正/余弦形波纹翅片的工作原理是：当流体流经流线型正/余弦形波纹翅片组成的通道时，通过流线型波纹翅片表面的正/余弦形凸波纹4和正/余弦形凹波纹5的连续不断的引导，部分流体沿着预设流线流动，流体流动平稳速度均匀，可有效抑制圆管尾部流体的脱体；正/余弦形凸波纹4和正/余弦形凹波纹5增加了翅片表面面积，减小了传热热阻；从而，流线型正/余弦波纹翅片可以有效改善圆管及翅片与流体间的换热性能并且能明显减小流动压力损失。

Claims (5)

1.一种圆管管翅式换热器流线型等波幅正/余弦形波纹翅片，其特征在于：在翅片(1)上流体沿预设流线走向连续冲压出完整的流线型等波幅正/余弦形凸波纹(4)和流线型等波幅正/余弦形凹波纹(5)；其流线型等波幅正/余弦形型线的确定方法是先把预设流线一(9)、预设流线二(10)、预设流线三(11)、预设流线四(12)、预设流线五(13)、预设流线六(14)、预设流线七(15)放置在冲压前翅片中心面O—O上，这些预设流线和横截面C—C的交点分别为点ⅰ(9′)、点ⅱ(10′)、点ⅲ(11′)、点ⅳ(12′)、点ⅴ(13′)、点ⅵ(14′)、点ⅶ(15′)，按波幅大小垂直中心面O—O向上移动交点ⅱ(10′)、交点ⅳ(12′)、交点ⅵ(14′)到点Ⅱ(10″)、点Ⅳ(12″)、点Ⅵ(14″)，向下移动交点ⅲ(11′)、交点ⅴ(13′)到点Ⅲ(11″)、点Ⅴ(13″)，最后通过点ⅰ(9′)和点Ⅱ(10″)按π/2周期以正/余弦函数确定点ⅰ(9′)到点Ⅱ(10″)段型线方程，分别通过点Ⅱ(10″)和点Ⅲ(11″)，点Ⅲ(11″)和点Ⅳ(12″)，点Ⅳ(12″)和点Ⅴ(13″)，点Ⅴ(13″)和点Ⅵ(14″)，按π周期以正/余弦函数确定各段的型线方程，通过点Ⅵ(14″)和点ⅶ(15′)按π/2周期以正/余弦函数确定点Ⅵ(14″)到点ⅶ(15′)段的型线方程；同一条流线型等波幅正/余弦形凸波纹(4)的波峰连线为预设流线；同一条流线型等波幅正/余弦形凹波纹(5)的波谷连线为预设流线；其预设流线是翅片(1)所对应管翅式换热器翅片侧通道内沿管轴向中心截面上管尾不出现回流的流线；所有波纹的波幅相同。
2.根据权利要求1所述的圆管管翅式换热器流线型等波幅正/余弦形波纹翅片，波纹区域边界(8)也是预设流线，且位于冲压前翅片的中心面O-O上，可依据流函数值确定。
3.根据权利要求1所述的圆管管翅式换热器流线型等波幅正/余弦形波纹翅片，其特征是流线型等波幅正/余弦形凸波纹(4)、流线型等波幅正/余弦形凹波纹(5)的波幅为翅片间距的0.1—0.9倍。
4.根据权利要求1所述的圆管管翅式换热器流线型等波幅正/余弦形波纹翅片，其特征是流线型等波幅正/余弦形凸波纹(4)、流线型等波幅正/余弦形凹波纹(5)的间距或数目依据波纹区域边界(8)的函数值确定。
5.根据权利要求1所述的圆管管翅式换热器流线型等波幅正/余弦形波纹翅片，其特征是冲压出的流线型等波幅正/余弦形凸波纹(4)、流线型等波幅正/余弦形凹波纹(5)相间分布并且分别关于圆管孔(2)的纵、横中心线对称分布。
CN201410374002.7A 2014-08-01 2014-08-01 圆管管翅式换热器流线型等波幅正/余弦形波纹翅片 Active CN104154797B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410374002.7A CN104154797B (zh) 2014-08-01 2014-08-01 圆管管翅式换热器流线型等波幅正/余弦形波纹翅片

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410374002.7A CN104154797B (zh) 2014-08-01 2014-08-01 圆管管翅式换热器流线型等波幅正/余弦形波纹翅片

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104154797A CN104154797A (zh) 2014-11-19
CN104154797B true CN104154797B (zh) 2016-08-17

Family

ID=51880364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410374002.7A Active CN104154797B (zh) 2014-08-01 2014-08-01 圆管管翅式换热器流线型等波幅正/余弦形波纹翅片

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104154797B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112640707A (zh) * 2020-12-14 2021-04-13 云南农业大学 一种土壤蒸汽消毒机末端强化传热装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1124057A (zh) * 1994-03-03 1996-06-05 Gea空冷设备公司 翅片管热交换器
CN2911596Y (zh) * 2006-06-20 2007-06-13 扬州通洋机油冷却器有限公司 工程机械用水油散热器的散热翅片
CN201532138U (zh) * 2009-05-07 2010-07-21 浙江银轮机械股份有限公司 具有波纹结构散热带的封条式增压中冷却器
JP5077926B2 (ja) * 2007-01-25 2012-11-21 国立大学法人 東京大学 熱交換器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1124057A (zh) * 1994-03-03 1996-06-05 Gea空冷设备公司 翅片管热交换器
CN2911596Y (zh) * 2006-06-20 2007-06-13 扬州通洋机油冷却器有限公司 工程机械用水油散热器的散热翅片
JP5077926B2 (ja) * 2007-01-25 2012-11-21 国立大学法人 東京大学 熱交換器
CN201532138U (zh) * 2009-05-07 2010-07-21 浙江银轮机械股份有限公司 具有波纹结构散热带的封条式增压中冷却器

Also Published As

Publication number Publication date
CN104154797A (zh) 2014-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN203980991U (zh) 一种板翅式换热器打孔波纹翅片结构
CN108151571A (zh) 一种新型螺旋百叶窗式矩形内翅片管
CN104110988B (zh) 圆管管翅式换热器流线型变波幅正/余弦形波纹翅片
CN104154797B (zh) 圆管管翅式换热器流线型等波幅正/余弦形波纹翅片
CN204286194U (zh) 一种气液两相均布装置
CN104142085B (zh) 圆管管翅式换热器流线型变波幅抛物形波纹翅片
CN104142086B (zh) 椭圆管管翅式换热器流线型等波幅波纹翅片
CN104101243B (zh) 圆管管翅式换热器流线型变波幅折线形波纹翅片
CN104110991B (zh) 椭圆管管翅式换热器流线型等波幅正/余弦形波纹翅片
CN204678949U (zh) 一种高效板翅式换热器翅片
CN104154791B (zh) 椭圆管管翅式换热器流线型等波幅抛物形波纹翅片
CN104089515B (zh) 圆管管翅式换热器流线型等波幅折线形波纹翅片
CN104154804B (zh) 椭圆管管翅式换热器流线型变波幅正/余弦形波纹翅片
CN104101244B (zh) 椭圆管管翅式换热器流线型变波幅波纹翅片
CN104110992B (zh) 椭圆管管翅式换热器流线型变波幅圆弧形波纹翅片
CN104089519B (zh) 圆管管翅式换热器流线型等波幅圆弧形波纹翅片
CN104089518B (zh) 椭圆管管翅式换热器流线型等波幅圆弧形波纹翅片
CN104132573B (zh) 椭圆管管翅式换热器流线型等波幅折线形波纹翅片
CN104110987B (zh) 圆管管翅式换热器流线型等波幅抛物形波纹翅片
CN104132574B (zh) 椭圆管管翅式换热器流线型变波幅抛物形波纹翅片
CN104110986B (zh) 圆管管翅式换热器流线型变波幅圆弧形波纹翅片
CN204926966U (zh) 一种变压器用片式散热器油路结构
CN104110993A (zh) 圆管管翅式换热器流线型等波幅波纹翅片
CN205580247U (zh) 一种新型水冷式油散热器
CN202192700U (zh) 一种用于密炼机冷却水的夹套

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant