CN2101210U - 高效低阻换热器 - Google Patents

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朱忠信
冯月英
蔡汶波
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Shanghai Marine Diesel Engine Research Institute
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Abstract

本实用新型是一种高效低阻换热器，它属于一般 换热器。它由外壳、管板、换热管、扰流物、端盖和压 环等组成。由于本实用新型使用了开有若干个小孔 并扭成螺旋状的扰流物，使换热器在传热系数提高的 同时而阻力值相对提高不多，单位总重量轻等。它可 在工业上广泛应用，尤其适用于石油、化工工业。

Description

本实用新型是一种高效低阻换热器，它属于F28F1／36通用热交换器。
现在石油化工行业，普遍采用的油热交换器是四十年代以来典型的管壳式热交换器，虽然，该类热交换器具有结构简单，承压力高和操作弹性大优点，但是，它的换热性能差，单体总重量大的缺点，已不能适应当前九十年代石油化工部门的耗能要求。
改善管壳式热交换器的传热性能，其最佳途径是提高管内放热系数，特别是油在管内流动的热交换器，强化管内放热。在国内外有不少此类报告，如西德BEHR公司、苏联A、C、ЦЫГАНКОВ和我国卓宁等学者，对各种形状的扰流物（如孔板、圆盘、螺旋丝等）以及填充物，都做过大量的试验，通过放热试结果表明，放热系数可增加1.1～4倍，但是，流体流阻的增加比放热系数的增加还要快，故至今没有推广使用。其中苏联A、C、ЦЫГАНКОВ学者，对普通板条扭成螺旋状的扰流物进行传热试验，其结果是：有扰流物的传热系数是空管1.1～1.75倍，而阻力关系就无专门绘成曲线。而这种扰流物就是没有开小孔，故得不到工程上的应用（著录：PACЦЕТЫ  СУДОВЫХ  ТЕПЛООЪМЕННЫХ  АППРАТОВ船用热交换器计算，苏联，ЛЕНИНГРАД1956，第56页～57页）。
为了克服上述热交换器存在的缺点，本实用新型的目的在于提供在放热系数提高的同时，而阻力稍有增加，单体总重量小的高效低阻换热器。
本实用新型涉及一种高效低阻换热器，它由多根换热管装置在管板上形成一管组，在每根换热管中各插装一根扰流物，而扰流物用铁丝串扎固定，将管组置于外壳空腔中所组成，在扰流物的金属薄板条上开有圆孔。而扰流物的金属薄板条上的圆孔，是沿其中心线上开有相等间距的多个圆孔，并将金属薄板条扭成螺旋状。金属薄板条为厚度1－4mm的薄钢板。本实用新型就在于薄钢板条上开有多个圆孔。薄钢板条上开的圆孔，能使其两侧流体稍有串通，促成连续流动的流体变成断断续续的流动，减少流体对薄钢板条的摩擦阻力，而在圆孔处形成局部骚动，使其进一步冲散和剥离附面层，达到减少流动边界层对传热所产生的热阻，从而可增加传热系数，使流体阻力下降的目的。圆孔直径大小，随加热管直径和流体粘度增大而趋大。应用在油质流体扰流物的圆孔直径比水质流体大。若加热管的R寸φ25×2.5mm，用于油质流体则在扰流物上的圆孔直径为4～8mm；而用于水质流体的扰流物的最佳圆孔直径为2～4mm。本实用新型所指的流体，系各种油类和水；金属薄板条是由铝、钢或铜等金属制成；在薄板条上所开的孔，可为圆孔、椭圆孔、方孔等。金属薄板条扭成的螺旋状螺旋形尺寸h／d＝4～12。
本实用新型与现有技术相比，其优点是：在同样螺距的薄板条上开有小孔与无小孔进行比较，能在增加传热系数的同时又降低流体的阻力，单体总重量轻等。
本实用新型的特点，还可以从以下附图和实施例得到进一步的说明。
图1，本实用新型的总体示意图；
图2，本实用新型的换热管剖视示意图；
图3，本实用新型的扰流物示意图。
图面编号及符号。
1－端盖，2－压环，3－管板，4－换热管，5－流体出口，6－外壳，7－流体进口，8－扰流物，h－螺距，d－换热管内径。
以下结合附图，对本实用新型的实施例进行评述。
一种高效低阻换热器，它由外壳6、管板3、换热管4、扰流物8、端盖1和压环2所组成。扰流物8是一个1.2mm厚的薄钢板条，在沿其中心线上开有φ4mm的圆孔，各圆孔之间的中心距为80mm，并扭成螺旋形，其螺距h＝80mm，h与d的关系是h／d＝4～12，将扰流物8分别插入换热管4中，在薄钢板条一端留有小孔，用铁丝串扎固定，则组成了管组，再将管组置于外壳6的空腔中，并分别依次将压环2和端盖1装在外壳6的两端面上，用螺钉固定。
本实用新型在使用中，两种流体分别流入外壳6和换热管4内，流入换热管4内的流体迂到扰流物，使其旋转流动获得强化传热；另一种流体由流体进口7进入外壳6的空腔，在换热管4之间迂回流动，再从外壳6的出口5流出。
本实用新型通过试验证明：在同一管式换热器（φ25×2.5mm）的换热管内和同一流体、流速（V＝1m／s）的条件下，用同样的扰流物，一个上面开有圆孔，而另一个没有开圆孔，进行试验比较，其结果是：本实用新型的放热系数可提高8％，而单位阻力值反而下降4.5％。

Claims (6)

1、一种高效低阻换热器，它由多根换热管装置在管板上形成一管组，在每根换热管中，各插一根由金属薄板条扭成螺旋状的扰流物，用铁丝串扎固定，将管组置于外壳空腔中所组成；其特征在于：在扰流物的金属薄板条上开有孔。
2、根据权利要求1所述的高效低阻换热器，其特征在于：扰流物金属薄板条上的孔，是沿其中心线上开有相等间距的多个孔。
3、根据权利要求1所述的高效低阻换热器，其特征在于：金属薄板条的厚度为1－4mm。
4、根据权利要求1所述的高效低阻换热器，其特征在于：金属薄板条为钢、铝或铜薄板条。
5、根据权利要求1所述的高效低阻换热器，其特征在于：金属薄板条扭成螺旋状的螺旋形尺寸h／d＝4～12。
6、根据权利要求1所述的高效低阻换热器，其特征在于：孔为圆孔或椭圆孔。
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