CN111895819A - 一种工业生产热水降温散热结构 - Google Patents

一种工业生产热水降温散热结构 Download PDF

Info

Publication number
CN111895819A
CN111895819A CN202010755256.9A CN202010755256A CN111895819A CN 111895819 A CN111895819 A CN 111895819A CN 202010755256 A CN202010755256 A CN 202010755256A CN 111895819 A CN111895819 A CN 111895819A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pipe
hot water
cooling
rib
transportation
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.)
Pending
Application number
CN202010755256.9A
Other languages
English (en)
Inventor
孙文磊
邱翔
马皓
李家骅
王静毅
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.)
Shanghai Institute of Technology
Original Assignee
Shanghai Institute of Technology
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 Shanghai Institute of Technology filed Critical Shanghai Institute of Technology
Priority to CN202010755256.9A priority Critical patent/CN111895819A/zh
Publication of CN111895819A publication Critical patent/CN111895819A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F28F13/12—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
    • F28F19/01—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using means for separating solid materials from heat-exchange fluids, e.g. filters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

本发明涉及一种工业生产热水降温散热结构，包括冷却外管、设于冷却外管内并用于输送工业热水的运输内管、设于运输内管的内壁上并用于增强运输内管内流体的湍流强度的肋条组件，以及设于运输内管内并沿工业热水的输送方向设于肋条组件之前的过滤网，其中运输内管与冷却外管之间构成冷却介质夹层。与现有技术相比，本发明在现有的冷却塔基础上，改进管道散热结构，加速散热，进而提高水的循环利用效率。

Description

一种工业生产热水降温散热结构
技术领域
本发明属于冷却塔散热技术领域，涉及一种工业生产热水降温散热结构。
背景技术
在传统的挖水池自然散热之后，工业热水冷却主要采取冷却塔的形式实现冷却降温。其中冷却塔分为开放式冷却塔和闭式冷却塔，开放式冷却塔就是直接将水暴露在空气中，但是杂质或污物等很容易进入，从而使得水质变差，导致设备发生故障。闭式冷却塔与开放式冷却塔的最大不同就是循环水是完全封闭的，不直接与空气接触，一般循环水是采用软水或纯水，并且不用担心挥发问题。而且，使用软水或纯水，可以有效解决设备结垢或堵塞问题，从而达到节能效果，但它的投资量要比开放式冷却塔的大。在技术快速发展的今天，节能减排是整个世界持续关注的问题，而循环利用工业废水，加快工业废水冷却，增加可循环利用效率方面是持续研究的课题。
发明内容
本发明的目的就是提供一种工业生产热水降温散热结构，用于解决现有冷却塔用管路结构冷却效果较差的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种工业生产热水降温散热结构，包括
冷却外管；
运输内管，用于输送工业热水，设于冷却外管内，并与冷却外管之间构成冷却介质夹层；
肋条组件，设于运输内管的内壁上，用于增强运输内管内流体的湍流强度；以及，
过滤网，设于运输内管内，并沿工业热水的输送方向设于肋条组件之前。
工作状态下，工业热水与冷却介质夹层内的冷却介质并流或逆流设置，并通过间壁换热，完成冷却过程；通过肋条组件增强工业热水的湍流强度，以增强换热冷却效果。
所述的过滤网用于过滤工业热水中的残留杂质，以避免杂质在肋条组件处堆积结垢，影响肋条组件的扰流效果。
进一步地，所述的肋条组件包括多个沿轴向布设于运输内管内壁上的肋条构件，通过肋条构件改变运输内管内壁面条件，增加水流扰动，从而加快冷却介质与工业热水之间的热量传递，进而加快散热。
进一步地，多个肋条构件等间距设置。
进一步地，所述的肋条构件为沿周向设于运输内管内壁上的环状肋条。通过采用环状结构的肋条构件以保证对工业热水整体的扰流效果。
作为优选的技术方案，所述的输运管道内的肋条构件分布要呈现均匀分布，根据管道的不同粗细程度，输运管道内的肋条构件要有相应的变化，肋条构件的分布也应该根据实际进行分配。
进一步地，所述的肋条构件采取如图3所示的方形肋条等间距排列，肋条间距比可设置为w/k＝(3-11)(优选为3、7、9、11)，其中，w为肋条间距，k为肋条高度及肋条高度，管道长度与肋条数目满足流向的充分发展区域(Fully developed regine)Lfdr＝4.8δ，其中Lfdr为充分发展区域长度，起点位于管道入口，终点位于第一肋条构件与第二肋条构件之间0.5w位置处。肋条数目满足的区域(Rough-wall section)Lrs＝13.92δ，起点为管道入口，终点位于最后一个肋条构件之后0.5w位置处，可根据管道长度进行修改，δ为运输内管内径的一半。
进一步地，所述的肋条构件与运输内管内壁之间还设有支架，并且所述的肋条构件通过支架安装连接于运输内管内壁上。
进一步地，所述的支架上设有卡槽，所述的肋条构件上设有卡扣，所述的肋条构件通过卡槽及卡扣卡接于支架上。
进一步地，所述的过滤网与运输内管的内壁之间通过螺栓连接。
所述的肋条构件及过滤网分别通过支架及螺栓实现与运输内管的可拆卸连接，以便于后期对本结构进行拆卸维修清洗。
进一步地，所述的冷却外管与运输内管同轴设置，以保证冷却介质均匀流过运输内管外表面。
工作原理：所述的工业热水在运输内管内流动，并在过滤网的截留过滤作用下，减少工业热水中混入的杂质，所述的冷却介质在运输内管与冷却外管之间的冷却介质夹层内流动，并与工业热水并流或逆流设置，通过间壁换热作用完成对工业热水的冷却；所述的运输内管内设置的肋条构件能够保证工业热水的湍流强度，提高换热效率，增强工业热水的冷却效果，进而使得生产效率大大提升。
雷诺数定义：
Figure BDA0002611325450000031
其中，Re为雷诺数，ρ为流体密度，U0为流体速度，L为特征长度(该处为肋条高度)，μ为动力学粘性系数，v为运动学粘性系数。
湍流强度定义：
Figure BDA0002611325450000032
其中，I为湍流强度，Re为雷诺数。
湍动能定义：
Figure BDA0002611325450000033
其中，k为湍动能，U为流体的平均速度，I为湍流强度。
所述的肋条构件因障碍物存在，降低流体的流速，在粘性系数不变和特征尺度不变下，该处的雷诺数降低，进而导致湍流强度的增加，湍动能受平均速度及湍动能的影响，在整个管道的平均速度一定的情况下，流体的湍流强度增加，湍动能进而提高，由能量守恒定律知，其能量交替速度加快，热量散失加快。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1)本发明在现有的冷却塔基础上，改进管道散热结构，加速散热，进而提高水的循环利用效率；
2)在运输管道内壁中由支架连接肋条构件，肋条构件出因阻碍导致来流速度降低，能够明显降低肋条壁面处的雷诺数，提高湍流强度，进而导致湍动能的变化，增强热量传递，实现持续散热；
3)在运输管道中焊接有过滤网，能够有效截留工业热水中混入的工业杂质，使得整个工业热水的纯净度得到提升，达到净化水质的目的，使得整个水流扰动更加顺畅，避免额外增加肋条构件的流动阻力以及堵塞情况的发生，保证流体经过该结构过程中的流动速度，降低时间成本，以更好地进行循环利用；此外也可避免工业热水所携带的杂质对肋条构件造成冲击损坏；
4)运输管道中连接有冷凝管道，在水流扰动增加，温度加快的基础上，加快与冷凝管道的热传递效率，使得整个热传递效率上升，进而促进整个运输管道中工业热水温度下降，达到持续降温的效果。
附图说明
图1为实施例中一种工业生产热水降温散热结构的主视结构示意图；
图2为实施例中一种工业生产热水降温散热结构的左视图；
图3为实施例中一种工业生产热水降温散热结构的尺寸说明图；
图中标记说明：
1-冷却外管、2-运输内管、3-肋条构件、4-过滤网、5-冷却介质夹层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例：
如图1及图2所示的一种工业生产热水降温散热结构，包括冷却外管1(内径为300mm)、设于冷却外管1内并用于输送工业热水的运输内管2(内径为250mm)、设于运输内管2的内壁上的肋条组件，以及设于运输内管2内并沿工业热水的输送方向设于肋条组件之前的过滤网4，冷却外管1与运输内管2之间构成冷却介质夹层5。
冷却外管1与运输内管2同轴设置，以保证冷却介质均匀流过运输内管2外表面。
肋条组件包括多个沿轴向彼此间隔34.2mm布设于运输内管2内壁上的肋条构件3，每个肋条构件3均为沿周向设于运输内管2内壁上的环状肋条，该环状肋条的高度及宽度均为3.8cm(肋条间距比为9，共设有30个环状肋条，或根据实际需要，可通过设置肋条宽度及高度调节肋条间距比为3、7、9、11，进而控制环状肋条数目)，通过采用环状结构的肋条构件3以保证对工业热水整体的扰流效果。并且，第一个环状肋条的后缘位于距运输管道2入口582.9mm处，即充分发展区域的长度Lfdr为600mm，最后一个环状肋条的后缘设于距运输管道2入口1722.9mm处，即肋条数目满足的区域的长度Lrs为1740mm。
此外，肋条构件3与运输内管2内壁之间还设有支架，支架上设有卡槽，肋条构件3上设有卡扣，肋条构件3通过卡槽及卡扣卡接于支架上。
过滤网4用于过滤工业热水中的残留杂质，以避免杂质在肋条组件处堆积结垢，影响肋条组件的扰流效果。过滤网4与运输内管2的内壁之间通过螺栓连接。
肋条构件3及过滤网4分别通过支架及螺栓实现与运输内管2的可拆卸连接，以便于后期对本结构进行拆卸维修清洗。
工作原理：工业热水在运输内管2内流动，并在过滤网4的截留过滤作用下，减少工业热水中混入的杂质，冷却介质在运输内管2与冷却外管1之间的冷却介质夹层5内流动，并与工业热水并流或逆流设置，通过间壁换热作用完成对工业热水的冷却；运输内管2内设置的肋条构件能够保证工业热水的湍流强度，提高换热效率，增强工业热水的冷却效果，进而使得生产效率大大提升。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种工业生产热水降温散热结构，其特征在于，该结构包括
冷却外管(1)；
运输内管(2)，用于输送工业热水，设于冷却外管(1)内，并与冷却外管(1)之间构成冷却介质夹层(5)；
肋条组件，设于运输内管(2)的内壁上，用于增强运输内管(2)内流体的湍流强度；以及，
过滤网(4)，设于运输内管(2)内，并沿工业热水的输送方向设于肋条组件之前。
2.根据权利要求1所述的一种工业生产热水降温散热结构，其特征在于，所述的肋条组件包括多个沿轴向布设于运输内管(2)内壁上的肋条构件(3)。
3.根据权利要求2所述的一种工业生产热水降温散热结构，其特征在于，多个肋条构件(3)等间距设置。
4.根据权利要求3所述的一种工业生产热水降温散热结构，其特征在于，所述的肋条构件(3)的宽度与高度相等，并且相邻肋条间距w与肋条高度k之比为3-11。
5.根据权利要求4所述的一种工业生产热水降温散热结构，其特征在于，所述的运输内管(2)的管道长度Lfdr满足Lfdr＝4.8δ，肋条数目满足的区域的长度Lrs满足Lrs＝13.92δ，其中δ为运输内管(2)内径的一半。
6.根据权利要求2所述的一种工业生产热水降温散热结构，其特征在于，所述的肋条构件(3)为沿周向设于运输内管(2)内壁上的环状肋条。
7.根据权利要求2所述的一种工业生产热水降温散热结构，其特征在于，所述的肋条构件(3)与运输内管(2)内壁之间还设有支架，并且所述的肋条构件(3)通过支架安装连接于运输内管(2)内壁上。
8.根据权利要求7所述的一种工业生产热水降温散热结构，其特征在于，所述的支架上设有卡槽，所述的肋条构件(3)上设有卡扣，所述的肋条构件(3)通过卡槽及卡扣卡接于支架上。
9.根据权利要求1所述的一种工业生产热水降温散热结构，其特征在于，所述的过滤网(4)与运输内管(2)内壁之间通过螺栓连接。
10.根据权利要求1所述的一种工业生产热水降温散热结构，其特征在于，所述的冷却外管(1)与运输内管(2)同轴设置。
CN202010755256.9A 2020-07-31 2020-07-31 一种工业生产热水降温散热结构 Pending CN111895819A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010755256.9A CN111895819A (zh) 2020-07-31 2020-07-31 一种工业生产热水降温散热结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010755256.9A CN111895819A (zh) 2020-07-31 2020-07-31 一种工业生产热水降温散热结构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111895819A true CN111895819A (zh) 2020-11-06

Family

ID=73182749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010755256.9A Pending CN111895819A (zh) 2020-07-31 2020-07-31 一种工业生产热水降温散热结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111895819A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130167517A1 (en) * 2011-05-25 2013-07-04 Benteler Automobiltechnik Gmbh Exhaust gas system with circulation heat pipe
CN106362608A (zh) * 2016-11-18 2017-02-01 广西大学 一种化工用冷却混合管
CN106907943A (zh) * 2017-03-02 2017-06-30 青岛海尔空调器有限总公司 换热器
CN107166995A (zh) * 2017-06-17 2017-09-15 福建德兴节能科技有限公司 高效换热器及其用途
CN109708495A (zh) * 2018-12-24 2019-05-03 吉祥三宝高科纺织有限公司 织物染色后整理过程中高温废水余热回收装置
CN210512762U (zh) * 2019-08-21 2020-05-12 浙江汉景汽车零部件制造有限公司 一种散热器的导流管

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130167517A1 (en) * 2011-05-25 2013-07-04 Benteler Automobiltechnik Gmbh Exhaust gas system with circulation heat pipe
CN106362608A (zh) * 2016-11-18 2017-02-01 广西大学 一种化工用冷却混合管
CN106907943A (zh) * 2017-03-02 2017-06-30 青岛海尔空调器有限总公司 换热器
CN107166995A (zh) * 2017-06-17 2017-09-15 福建德兴节能科技有限公司 高效换热器及其用途
CN109708495A (zh) * 2018-12-24 2019-05-03 吉祥三宝高科纺织有限公司 织物染色后整理过程中高温废水余热回收装置
CN210512762U (zh) * 2019-08-21 2020-05-12 浙江汉景汽车零部件制造有限公司 一种散热器的导流管

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104152663B (zh) 环形部件的加热炉
CN103774747A (zh) 套管式文丘里虹吸排污管及设计方法
CN108339789A (zh) 一种冷却塔集水盘自动清洗系统及其清洗方法
CN208230382U (zh) 一种冷却塔集水盘自动清洗系统
CN207546180U (zh) 一种废气净化系统
CN111895819A (zh) 一种工业生产热水降温散热结构
CN201187959Y (zh) 外导流折流杆式闭式循环水热交换器
CN107998733A (zh) 一种带笼状过滤网的废水余热回收过滤装置
CN213668068U (zh) 一种无结垢无堵塞的渣水循环利用系统
CN101290197B (zh) 一种用江河水作为冷却介质的换热器
CN206011692U (zh) 一种塑料挤出用的拉条水冷槽
CN111486717A (zh) 高炉冲渣水乏蒸汽脱白治理及节水系统和方法
CN203960282U (zh) 环形部件的加热炉
CN206037812U (zh) 一种用于板式空冷器板束入口的流体均布结构
CN207649431U (zh) 一种冲渣水涡旋管板式换热器
CN207726831U (zh) 一种水力调控的循环水除氧清垢一体化设备
CN112370824B (zh) 一种砂石生产废水处理系统的自动清淤清水池及使用方法
CN220567934U (zh) 一种应用于轻有机物汽提塔进料工艺的换热器
CN204767563U (zh) 低浓度运行的蒸发结晶设备
CN219346946U (zh) 一种高效智能反循环泥浆冷却系统
CN214286816U (zh) 一种斜管热回收沉降池
CN206618302U (zh) 一种适用于高硬度、高含渣率废水的管箱式换热器
CN220270202U (zh) 一种冷却器
CN219433847U (zh) 一种造纸制浆中段废水余热回收装置
CN107478079A (zh) 一种冲渣水涡旋管板式换热器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201106