CN105758245A - 一种非连续外梯形纵肋管 - Google Patents

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郑文龙
叶成
赵青
王文
匡易武
易冲
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    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
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Abstract

本发明公开了一种非连续梯形纵肋管，该纵肋管由基管(1)和非连续的梯形截面的纵肋(2)一体构成，基管(1)的外周向上均匀排列着多个翅片(2)，且沿纵向方向上呈顺排或错排排列，纵肋和基管机械成型。相对于普通的连续纵肋管，其有金属材料消耗少、节约成本等特点。

Description

一种非连续外梯形纵肋管
技术领域
本发明涉及一种非连续外梯形纵肋管，主要适用于层流范围内流体的纵向流动换热。
背景技术
翅片管作为一种高效的换热元件，被广泛应用于石油、化工、暖通空调及核电等领域，通过在换热热阻较大的一侧增设肋片，从而增大换热面积，减小整体热阻，增强该侧的换热能力。翅片的形式有多种，有环肋、螺旋肋、针肋、柱肋还有纵肋等，其中，纵肋具有传热系数高、翅化比较大、压降小和抗震性能好以及防积灰等优势，今年来得到了迅速的发展，其在管壳式换热器、暖通空调中的余热回收、以及核反应堆堆芯冷却等方面都得到了广泛的应用，但是目前对纵向翅片管的研究还不够充分。
对于纵向外翅片管，其翅片形式多为连续的纵肋，该类型肋片的不足之处是：纵肋长度较大，结构过于规则，对低速流过的流体的扰动性较差，利于流动边界层的发展，使流动边界层整体较厚，从而增大翅片表面的对流换热热阻，弱化了管外对流换热能力，特别是当流体低速纵向冲刷纵肋管时，流动边界层厚度的发展趋势更为明显，若采用扰流性较好的针肋或柱肋，则管外换热面积又会大幅减小，因此如何在增大换热面积的同时增强对传热系数是大家普遍关注的问题。
发明内容
本发明的目的是要解决现有的外纵肋管所存在的以上技术问题，提供一种传热系数强、换热面积大、流动阻力小、制造成本低的外翅片管。
发明的目的是这样实现的：本发明中，将连续的梯形纵肋在纵向上间断，形成非连续梯形纵肋(2)，多个非连续纵肋在基管外周上均匀分布，而在纵向上顺排或错排分布，纵肋和基管机械成型，纵向上，相邻纵肋的中心距(3)和纵肋长度(4)可以调节，但二者之比在1.67倍左右。
本发明的技术效果在于：
一方面，当流体纵向流过竖直放置的非连续外梯形纵肋管时，纵肋的间断性增大了对流体的扰动，破坏了流动边界层的发展，使流体每经过纵肋的起始端时，其流动边界层都是一个重新发展的过程，从而在整体上减薄了流动边界层厚度，增强了纵肋表面的对流换热能力，相对于普通的连续梯形纵肋管，在层流范围内本发明的管外对流换热系数可以提高50％，而流动阻力相差不大，这符合了纵肋低流阻的特点。另一方面，轴向相邻纵肋的中心距3和纵肋长度4均很小，使管外翅化比相对较大，因此在增强传热系数的同时保证了管外较大的换热面积。
整体来看，本实用型结构紧凑、换热系数高、具有较大的比表面积，而且流动阻力小，同时节省了金属耗材，特别适用于低流速下的流体纵向冲刷换热。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的A-A剖视图。
图3是本发明的B-B剖视图。
图4是本发明中的梯形纵肋单元的三维示意图。
具体实施方式
参见图1和图4，本发明由基管(1)、梯形截面纵肋(2)构成，多个梯形纵肋在基管外周向上均匀分布，并与基管机械成型，在基管纵向上，多个非连续梯形纵肋呈顺排或错排排列，基管外的梯形纵肋结构和大小一致，基管外上下纵肋间的间隔长度(5)是一致的。

Claims (4)

1.一种非连续梯形纵肋管，该纵肋管由基管(1)和非连续的梯形截面的纵肋(2)一体构成，基管(1)的外周向上均匀排列着多个翅片(2)，且沿纵向方向上呈顺排或错排排列，纵肋和基管机械成型。
2.根据权利要求1所述的非连续梯形纵肋管，该纵肋管适用于层流范围内流体的纵向流动换热。
3.根据权利要求2所述的非连续外梯形纵肋管，管外翅片结构和大小完全一致，管外轴向上相邻纵肋的中心距和纵肋长度均可调节，两尺寸之比为1.67。
4.根据权利要求3所述的非连续外梯形纵肋管，根据管内流动工质和管内换热条件的不同，管内壁可以增设翅片也可以为光管。
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