CN202582325U - 非对称翅片冷凝管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非对称翅片冷凝管，包括换热管体，管体外表面上的翅片及管内的螺旋槽道，其特征在于，所述管体外表面上的翅片是上下非对称几何形状，所述翅片上半部分为半圆形翅片；所述翅片下半部分设置至少两个扇形缺口，形成 1 个或多个梯形翅片。本实用新型非对称翅片冷凝管解决了常规冷凝管的不足，可以从冷凝换热管上更快排液，减薄冷凝换热管的液膜厚度，从而达到更好换热效率的有益效果。

Description

非对称翅片冷凝管

技术领域

本实用新型涉及一种冷凝换热管,尤其是一种设计有非对称翅片的冷凝管。

背景技术

冷凝器是许多工业生产过程中的重要设备，例如，中央空调系统冷水机组中的冷凝器。冷凝器性能的优劣在很大程度上取决于换热管的换热性能好坏。

冷凝换热管为具有内腔的管体，通常管体内壁表面光滑或者内壁表面沿管体轴向设有呈螺旋状分布的槽道；管体外壁表面为光滑表面或者具有沿管体轴向呈螺旋状分布的翅片，通常称后者为翅片管。一般情况下，翅片形状以管轴线为中心的轴对称形状，如园形翅片；或者以管轴线平面为对称面的对称形状，如椭圆管。

当冷凝器工作时，冷水流过水平放置的冷凝换热管内，通过与管壁的换热，降低了管壁温度。当换热管外的蒸汽与管壁接触后，产生冷凝现象。冷凝翅片换热管可以提高换热管的换热系数，其工作原理：一方面翅片可以大大增加换热面积，增加了换热效果；另外一方面，利用毛细力可以减薄液膜厚度强化换热。具体介绍如下：根据流体力学与物理学原理，冷凝液体在两片翅片之间的根部，与蒸汽相之间的界面是弯曲表面，曲率半径指向为换热管的半径延长方向，在液体的表面张力作用下，弯液面下液体的压力要低于外界蒸汽相的压力。翅片表面通过冷凝，存在一层液膜，由于液膜很薄，而且与蒸汽相之间的界面是平的，可以认为液膜内的压力等于蒸汽相的压力。于是，翅片表面液膜内的压力要高于弯液面下液体的压力，因此，在表面张力的作用下加速了翅片表面液体的流动，减小了翅片表面液膜厚度。在冷凝换热过程中，由于冷壁面上存在液膜，蒸汽不能与冷壁面直接接触，而是与液膜接触进行换热，然后通过液膜与冷壁面再进行换热，在此过程中，液膜成为冷凝换热的热阻，液膜越厚，热阻越大。如上所述，在翅片管的根部中存在弯液面，在表面力作用下，大大减薄翅片表面液膜厚度的同时，提高了翅片管的冷凝换热系数。

但是由于翅片的形状是对称的，都会在翅片根部产生弯液面，其曲率半径方向都是沿径向指向外，所产生的毛细力指向管子的轴心。对于换热管上部的翅片，其上的液膜在毛细力作用下流向翅片根部，减薄了翅片表面的液膜厚度；但是对于换热管下部的翅片，其上的液膜被毛细力作用，不易滴落，堆积在换热管下部，形成滞流液体，在这种情况下，换热管下部的翅片连同基管子表面被淹没在液体中，大大降低了换热性能。

为了解决这一不足，特提出下面的解决方案。

实用新型内容

本实用新型目的是：提供一种从冷凝换热管上更快排液，减薄冷凝换热管的液膜厚度，其结果是更好换热效率的非对称翅片冷凝管

本实用新型的技术方案是：一种非对称翅片冷凝管，包括换热管体，管体外表面上的翅片及管内的螺旋槽道，其特征在于，所述管体外表面上的翅片是上下非对称几何形状，所述翅片上半部分为半圆形翅片；所述翅片下半部分设置至少两个扇形缺口，形成1个或多个梯形翅片。

进一步的，所述下半部分梯形翅片的缺口直到翅片根部，多个翅片上的缺口沿轴向形成沟槽。

进一步的，非对称翅片沿换热管体轴向均匀分布，每米设置750~1900片。

进一步的，所述梯形翅片的高度为0.4~2.0mm。

进一步的，所述管内螺旋槽道的沟槽深度0.2-0.4mm，数量为20~60条。

本实用新型的工作原理：

冷凝换热管设置翅片，主要是通过相邻翅片的根部之间液体与蒸汽的界面形成弯月面，在液体表面张力作用下形成径向力，由于弯月面的曲率半径方向指向管外，因此，毛细力的作用方向指向管轴心。这种径向的作用力对于换热管上半部分的翅片是有利的，毛细力方向与重力方向基本相同，它可以加速翅片表面的液体向翅片根部流动，减薄翅片表面的液膜厚度，提高冷凝换热系数；与之相反，径向的毛细力对于换热管下半部分的翅片冷凝换热起到了阻碍作用。毛细力的方向与重力方向相反，抵消了重力作用，使得换热管下半部分的翅片表面的液体不容易脱离换热管，堆积在换热管下部造成换热管的下半部分的翅片表面的液膜很厚，影响了换热效果。本实用新型提出在换热管下部的翅片上加工出扇形缺口，剩下的翅片形

状形成一个梯形或多个梯形。造成翅片形状上下不对称，上半部翅片维持半圆形状，依然利用翅片之间的液体和气体界面的弯液面所造成的径向毛细力，加速翅片表面液体的流动，减薄液膜厚度。下半部分翅片由于设有至少两个扇形缺口，缺口的深度达到翅片根部，造成扇形面积根部为光管；因而破坏了液体与气体界面形状，无法形成径向毛细力，加强了重力对液膜的作用，使得液体尽快脱离换热管；同时，由于扇形缺口造成一个或多个梯形翅片表面，梯形的几何形状能够加快液体的排液。

本实用新型的优点是：

本实用新型非对称翅片冷凝管解决了常规冷凝管的不足，可以从冷凝换热管上更快排液，减薄冷凝换热管的液膜厚度，从而达到更好换热效率的有益效果。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型非对称翅片冷凝管结构示意图；

图2为图1的A-A视图。

其中：1、换热管体光管段，2、半圆形翅片，3、梯形翅片，4、管内螺旋槽道。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本实用新型而不限于限制本实用新型的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

实施例：

如图1~图2所示，一种非对称翅片冷凝换热管，直径等于19mm，壁厚1.2mm。其两端为换热管体光管段1，其作用是当换热管穿过壳管式换热器的两侧端板后，可与端板紧密固定。每个翅片的上半部分为半圆形翅片2，下半部分为3个梯形翅片3均匀分布，其梯形高度为1.0mm，与换热管上部分的半圆形翅片的高度相等。梯形翅片厚度与上半部分翅片厚度相等，翅片密度为1600片/m。管内螺旋槽道4的沟槽深度0.2-0.4mm，数量为20~60条。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (5)

1. 一种非对称翅片冷凝管，包括换热管体，管体外表面上的翅片及管内的螺旋槽道，其特征在于，所述管体外表面上的翅片是上下非对称几何形状，所述翅片上半部分为半圆形翅片；所述翅片下半部分设置至少两个扇形缺口，形成1个或多个梯形翅片。

2. 根据权利要求1所述的非对称翅片冷凝管，其特征在于，所述下半部分梯形翅片的缺口直到翅片根部，多个翅片上的缺口沿轴向形成沟槽。

3. 根据权利要求1所述的非对称翅片冷凝管，其特征在于，非对称翅片沿换热管体轴向均匀分布，每米设置750~1900片。

4. 根据权利要求1所述的非对称翅片冷凝管，其特征在于，所述梯形翅片的高度为0.4~2.0mm。

5. 根据权利要求1所述的非对称翅片冷凝管，其特征在于，所述管内螺旋槽道的沟槽深度0.2-0.4mm，数量为20~60条。

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