CN201852506U - 换热管及管程流体强化传热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种换热管及管程流体强化传热装置，包括换热管和管内插件，管内插件安装于换热管内，管内插件由靠近或接触换热管内壁的扫掠部和在流体作用下旋转的驱动部构成；所述换热管包括换热管本体和超疏水层，所述超疏水层至少在换热管内表面设有。所述驱动部材料为金属或塑料。本实用新型所述的一种管程流体强化传热装置对换热管的清扫效果，具有良好的在线自动清洗功能；扫掠部可更彻底地破坏层流底层，从而突破传热强化的瓶颈；扫掠部采用金属纤毛，利用其柔性可防止刮擦、磨损管壁，利用其良好的导热性，可加速中心流体与边缘流体的热交换；超疏水层可降低水流动阻力，减弱甚至消除边界底层，同时也可破坏污垢生长的流速条件。
Description
技术领域：
本实用新型涉及强化传热技术领域，尤其是一种换热管及管程流体强化传热装置。适用于流体(尤其是水介质)的管程对流传热强化，可应用于电力、石化等高耗能领域。
背景技术：
内插件强化传热技术因具有强化传热与在线清洗双重功效而倍受青睐，在管式换热设备中广为应用，关于内插件技术的研究也是层出不穷。螺旋扭带作为内插件强化传热技术的典型代表，广大科研工作者和工程技术人员对其在理论、实验、模拟等方面开展了广泛而深入的研究，并形成了一些公认的概念和专有的专利技术。“换热管内除垢防垢的清洗装置”(ZL95236063.2)公开了一种装置，该装置由换热管内装设的螺旋扭曲带构成，扭曲带的径向尺寸小于换热管的内径，在换热管进液口端装有轴向挂件，其中部有流孔，轴向挂件的头部有一个轴孔，轴孔内装销轴，销轴的尾部与扭曲带连接。“双扰流螺旋式强化换热及自动除垢装置”(ZL03114761.5)公开了一种强化换热及自动除垢装置，该装置除了设有螺旋扭带、挂件之外，螺旋扭带设置在螺旋管内，靠通过螺旋管内的流体流动带动螺旋扭带转动。“转子式自清洁强化传热装置”(ZL200520127121.9)由转子、挂件、轴线及限位铆钉组成，挂件安装在换热管两端，轴线通过挂件轴孔，使转子沿换热管轴线排列，转子在流体冲击下做旋转运动，从而达到强化传热与在线清洗的目的。“低流速管内自动清洗及传热强化螺旋齿管”(ZL02277260.X)利用齿管内滚珠的离心力产生齿管的径向扰动，提高污垢清洗的效率和均匀性，首次提及了将换热管内流体分区的思路，且其中认为换热管内的流体在螺旋流道内产生快速的螺旋线流动。
然而，大量的研究都表明现有内插件技术的强化传热性能较各种强化管(翅片管、波纹管、横槽管等)存在较大的差距，而其根本原因在于其在强化对流传热的同时，流动阻力也不可避免的大幅增加，而层流底层的存在也是限制强化传热幅度的瓶颈。不仅如此，现有内插件技术的在线防垢、除垢功能也仍有待提高。针对这一问题，申请人从削减甚至消除层流底层的角度出发探索解决上述问题的技术方案，提出一种具有更好强化传热性能同时兼具在线清洗功能的管程流体强化传热装置。
实用新型内容：
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种低阻力、可在线自动防垢除垢的强化传热装置。主要用于解决现有管程强化传热技术传热强化、防垢除垢与降低阻力相左的问题。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种管程流体强化传热装置，包括换热管和管内插件，管内插件安装于换热管内，其特征在于：管内插件由靠近或接触换热管内壁的扫掠部和在流体作用下旋转的驱动部构成；
所述驱动部为连续一体的螺旋结构；
所述驱动部为分段组合式螺旋结构；
所述扫掠部为柔性纤毛；
所述柔性纤毛为金属纤毛；
所述柔性纤毛的长度不小于换热管与驱动部之间的单侧径向间隙；
所述驱动部材料为金属或塑料。
一种换热管，所述换热管包括换热管本体和超疏水层，所述超疏水层至少在换热管内表面设有；
所述换热管内、外表面均设有超疏水层，所述超疏水层为微观结构金属层、聚合物材料疏水层或仿生超疏水性表面。
本实用新型所述的一种管程流体强化传热装置与现有相近技术相比，具有如下积极效果：1、对换热管的清扫效果，具有良好的在线自动清洗功能；2、扫掠部可更彻底地破坏层流底层，从而突破传热强化的瓶颈；3、扫掠部采用金属纤毛，利用其柔性可防止刮擦、磨损管壁，利用其良好的导热性，可加速中 心流体与边缘流体的热交换；4、超疏水层可使得水介质与换热管壁间具有很大的接触角，降低水流动阻力，减弱甚至消除边界底层，同时也可破坏污垢生长的流速条件。总之，本实用新型所述的一种管程流体强化传热装置能在防垢除垢、传热强化、降低流动阻力方面发挥作用。下面结合附图进一步说明。
附图说明：
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型换热管的结构示意图；
图3为本实用新型管内插件的轴向视图；
图4为本实用新型管内插件的主视图。
其中：1为金属纤毛，2为螺旋扭带，3为螺旋扭带端面，4为换热管，41为外超疏水层，42为换热管本体，43为内超疏水层。
具体实施方式：
为了更好地理解与实施，下面结合附图给出具体实施例，用以说明本实用新型的一种管程流体强化传热装置。
参见图1所示，一种管程流体强化传热装置，包括换热管4和管内插件，管内插件安装于换热管4内，管内插件由靠近或接触换热管内壁的扫掠部和在流体作用下旋转的驱动部构成；所述换热管4包括换热管本体42和超疏水层，所述超疏水层包括内超疏水层43和外超疏水层41；所述驱动部为连续一体的螺旋结构，也可为分段组合式螺旋结构，本实施例中为连续一体的螺旋扭带2，其具有螺旋扭带端面3；所述扫掠部为柔性纤毛，所述柔性纤毛为金属纤毛1；所述金属纤毛1的长度不小于换热管与驱动部之间的单侧径向间隙；所述换热管内、外表面均设有超疏水层，所述超疏水层为微观结构金属层、聚合物材料疏水层或仿生超疏水性表面。所述驱动部材料为金属或塑料。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，应当指出对于强化传热技术领域的普通技术人员来说，在本实用新型的技术启发下，还可以做出其他等同变型或改进，也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.管程流体强化传热装置，其特征在于：包括换热管和管内插件，管内插件安装于换热管内，管内插件由靠近或接触换热管内壁的扫掠部和在流体作用下旋转的驱动部构成。
2.如权利要求1所述的管程流体强化传热装置，其特征在于：所述驱动部为连续一体的螺旋结构。
3.如权利要求1所述的管程流体强化传热装置，其特征在于：所述驱动部为分段组合式螺旋结构。
4.如权利要求1所述的管程流体强化传热装置，其特征在于：所述扫掠部为柔性纤毛。
5.如权利要求4所述的管程流体强化传热装置，其特征在于：所述柔性纤毛为金属纤毛。
6.如权利要求4所述的管程流体强化传热装置，其特征在于：所述柔性纤毛的长度不小于换热管与驱动部之间的单侧径向间隙。
7.如权利要求1至6任一项所述的管程流体强化传热装置，其特征在于：所述驱动部材料为金属或塑料。
8.一种换热管，其特征在于：所述换热管包括换热管本体和超疏水层，所述超疏水层至少在换热管内表面设有。
9.如权利要求8所述的换热管，其特征在于：所述换热管内、外表面均设有超疏水层。
10.如权利要求8或9所述的换热管，其特征在于：所述超疏水层为微观结构金属层、聚合物材料疏水层或仿生超疏水性表面。
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Cited By (5)
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